JP2005337793A - Spectral image input apparatus and optical apparatus equipped with it - Google Patents

Spectral image input apparatus and optical apparatus equipped with it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectral image input apparatus capable of achieving compactness in size, correlating spectroscopic spectra, form, and measuring positions to one another, detecting high-resolution spectroscopic spectra, and simultaneously detecting each spectrum and provide an optical apparatus using it. <P>SOLUTION: The spectral image input apparatus is provide with an observing optical system 5 comprising an image-forming optical system 2, a light dispersing element 3 arranged in an optical path of the image-forming optical system 2, and a light receiving element 4. The light dispersing element 3 is a transmission type diffraction element constituted of a diffractive optical element or a holographic optical element of a diffraction grating, etc. The image-forming optical system 2 is constituted in such a way that an image-forming region of a light of zero order and an image-forming region of a light of negative first order in an region of interest of an object to be observed diffracted by the diffraction element 3 may be received by a light receiving plain of the light receiving element 4 without superposition. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分光画像入力装置及びそれを備えた光学装置に関する。 The present invention relates to an optical apparatus having spectral image input device and the same. 特に、医療用内視鏡において、自家蛍光や蛍光の分光特性を測定するための分光画像入力装置や、工業用で、LED等の発光物の分光特性の測定、被検物の分光反射率特性や分光透過率特性の測定、工業製品の製造ライン上での品質管理等に用いる分光画像入力装置、及びそれを備えた内視鏡、顕微鏡、検査装置等の光学装置に関する。 In particular, in medical endoscopes, the spectral characteristics spectral image input device and for measuring the autofluorescence or fluorescence, industrial, measurement of the spectral characteristics of the light-emitting material such as an LED, the spectral reflectance characteristics of the object measurement of and spectral transmittance characteristics, spectral image input apparatus used in the quality control on a production line of an industrial product, and an endoscope equipped therewith, microscope, an optical device such as a testing device.

従来、分光特性を測定する装置としては、例えば、次の特許文献1〜3、非特許文献1に記載のものが提案されている。 Conventionally, as a device for measuring the spectral characteristics, for example, the following Patent Documents 1 to 3, has been proposed as described in Non-Patent Document 1.
特開平2−104332号公報 JP-2-104332 discloses 特開昭63−271308号公報 JP-A-63-271308 JP USP5782770 USP5782770

特許文献1に記載のものは、分光測定用内視鏡装置であり、回転フィルタを介して照明光を複数の波長域に時系列的に分離して連続的に照射することによって、時系列的に分離された画像信号を取得するように構成されている。 Those described in Patent Document 1, an endoscope apparatus for spectroscopic measurement, by continuously irradiated with chronologically separated into a plurality of wavelength ranges illumination light via the rotating filter, chronological It is configured to obtain the separated image signals.

特許文献2に記載のものは、内視鏡光学系であり、観察系内に時分割で連続的に透過率特性を可変にできる透過率特性可変素子を配置して、高速に異なる波長領域の電子画像が得られるように構成されている。 Those described in Patent Document 2, an endoscope optical system, by placing a transmittance characteristic variable element which can continuously transmittance characteristic in a time division in the observation system variable, the different wavelength regions at high speed electronic image is configured to be obtained.

特許文献3に記載のものは、観察対象にリボン状の光を照射し、分散素子を介して分光スペクトルを検出器で検出するように構成されている。 Those described in Patent Document 3 irradiates a ribbon of light to the observation target, and is configured to detect by the detector the spectrum through the dispersion element.

非特許文献1に記載のものは、スペクトラルカメラであり、ライン形状の開口と、イメージング分光器と、2次元のCCDカメラを有し、1ラインのイメージを捉えてそのスペクトラル情報を得るように構成されている。 Those described in Non-Patent Document 1, a spectral camera, and the opening of the line shape, an imaging spectrometer, having a two-dimensional CCD camera, configured to obtain the spectral information captures the image of one line It is.

近年、分光画像入力装置においては、コンパクト化と、高解像度の分光スペクトルの検出と、各スペクトルの同時検出が求められる上に、単に分光情報を得るだけでなく、形態及び測定位置の情報をも合わせて取得し、分光情報と形態及び測定位置の情報とを相関的に関連づけた画像情報が求められている。 Recently, in the spectral image input device, a compact, the detection of the spectrum of the high resolution, on the simultaneous detection of the spectrum is determined, not only to obtain spectral information, also the information in the form and measurement position get together, image information associated correlatively the spectral information and the form and measurement position information is required.

しかし、特許文献1に記載の装置では、波長特性をスペクトルごとに細かく得るためには、回転板に多数の分光特性の異なるフィルタを配置しなければならない。 However, in the apparatus described in Patent Document 1, in order to obtain finer wavelength characteristic for each spectrum, it must be arranged filters of different number of spectral characteristics in the rotating plate.
動く被写体では、スペクトルを細かくとろうとすればするほど、フィルタの枚数が増える上、時間ずれがより一層大きくなる。 The moving object, the more you try to take finely spectrum, on the number of filters is increased, the time shift is more increased. このため、特許文献1に記載の装置では、動く被写体に対して分光スペクトル像を得ることは困難である。 Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, it is difficult to obtain a spectrum image with respect to moving object.
また、特許文献1に記載の装置では、回転フィルタを介して照明光自体の色を変えているので、蛍光観察や発光体の分光特性の測定に用いることができない。 Further, the apparatus described in Patent Document 1, because through the rotary filter has a different color of the illumination light itself, can not be used to measure the spectral characteristics of the fluorescence observation and emitters.

また、特許文献2に記載の装置は、スペクトル数を多くすると各スペクトルの検出による時間差が大きく生じ、各スペクトルを同時に検出することができない。 The device described in Patent Document 2, when increasing the number of spectrum resulting time difference by the detection of each spectrum is large, it is impossible to detect each spectral simultaneously.

また、特許文献3に記載のものは、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関関連付けをすることができない。 Also, those described in Patent Document 3 can not be a correlative function association between spectrum and morphology and measurement positions.

また、非特許文献1に記載の装置も、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けをすることができない。 Also, the apparatus described in the Non-Patent Document 1 can not be a correlative association between spectrum and morphology and measurement positions.

このように、従来の装置では、コンパクト化と、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けと、高解像度の分光スペクトルの検出と、各スペクトルの同時検出との全てを満たすことが困難であった。 Thus, in the conventional apparatus, it is difficult to satisfy and compactness, and correlative association between spectrum and morphology and measurement position, the detection of the spectrum of high resolution, all the simultaneous detection of the spectrum Met.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト化と、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けと、高解像度の分光スペクトルの検出と、各ペクトルの同時検出との全てを満たすことができる分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and compactness, and correlative association between spectrum and morphology and measurement position, the detection of the spectrum of high resolution, with the simultaneous detection of the spectral and its object is to provide an optical apparatus using the spectral image input device and it can satisfy all.

上記目的を達成するため、本発明による分光画像入力装置は、結像光学系と前記結像光学系光路内に配置された分光素子と受光素子とを有する、観察光学系を備えたことを特徴としている。 To achieve the above object, the spectral image input apparatus according to the present invention includes a spectroscopic element disposed imaging optical system and the imaging optical system optical path and the light receiving element, comprising the observation optical system It is set to.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記分光素子を回折素子で構成し、かつ、該回折素子で回折される、所定観察領域における0次光と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、同一面内で結像するようにしたことを特徴としている。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention constitutes the spectral element by the diffraction element, and is diffracted by the diffraction element, a zero-order light in a predetermined observation area, +1 order light and -1 order light on the other hand, at least one of the availability allocated has been characterized by being adapted to image formation in the same plane.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記観察光学系と、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段を有するのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention includes the observation optical system, preferably has a line illuminating means for illuminating light to linearly observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、観察対象にスポット状に光を照明するスポット照明手段を有するのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention preferably has a spot illuminating means for illuminating light to a spot on the observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記観察光学系と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有するのが好ましい。 In the spectral image input apparatus of the present invention, and the observation optical system, preferably it has an overall illumination means for illuminating the entire observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有するのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, a line illuminating means for illuminating a light in a line form in the observation target, preferably has an overall illumination means for illuminating the entire observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記観察光学系と、観察対象にスポット状に光を照明するスポット照明手段と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有するのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention includes the observation optical system, a spot illuminating means for illuminating light to a spot on the observation target, preferably has an overall illumination means for illuminating the entire observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記観察光学系が、観察対象からの光を結像するための2つの光路を有しているのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the observation optical system preferably has two optical path for imaging the light from the observation target.

また、本発明の分光画像入力装置においては、観察対象の照明領域を走査する走査手段を有するのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention preferably has a scanning means for scanning the illumination area to be observed.

また、本発明による内視鏡は、上記いずれかの本発明の分光画像入力装置を有している。 Further, the endoscope according to the present invention has a spectral image input device of the one of the present invention.

また、本発明による顕微鏡は、上記いずれかの本発明の分光画像入力装置を有している。 Further, the microscope according to the present invention has a spectral image input device of the one of the present invention.

また、本発明による検査装置は、上記いずれかの本発明の分光画像入力装置を有している。 The inspection apparatus according to the invention has a spectral image input device of the one of the present invention.

本発明の分光画像入力装置及びそれを備えた光学装置によれば、コンパクト化と、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けと、高解像度の分光スペクトルの検出と、各ペクトルの同時検出との全てを満たすことができる分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置が得られる。 According to the spectral image input device and an optical device including the same of the present invention, a compact, a correlative association between spectrum and morphology and measurement position, the detection of the spectrum of high resolution, simultaneously for each spectrum detection spectral image input device can satisfy all of the and the optical apparatus using the obtained.

実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。 Prior to the description of the embodiment will be described effects of the present invention.
本発明の分光画像入力装置によれば、結像光学系光路内に配置した分光素子を回折素子で構成し、回折素子で回折される、0次光の結像領域と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方の結像領域とが、重ならないで受光されるようにすることができる。 According to the spectral image input apparatus of the present invention, a spectroscopic element disposed in the imaging optical system optical path constituted by the diffraction element is diffracted by the diffraction element, an imaging area of ​​the 0-order light, + 1-order light and - at least one of the imaging region of the primary light and is able to be received without overlapping. そして、このようにすることにより、フレアを防止しながら、0次光の結像領域で観察対象の関心領域における測定位置の光が受光でき、+−いずれかの1次光の結像領域で観察対象の関心領域の測定位置における光の分光スペクトルが受光できる。 By doing so, while preventing flare, be received light measurement position in a region of interest of the observation target in the imaging area of ​​the 0-order light, + - in imaging area of ​​one of the primary light spectrum of light at the measurement position of the region of interest of the observation object can be received.
また、本発明の分光画像入力装置によれば、0次光の結像領域で、観察対象の関心領域全体の像を結像することができる。 Further, according to the spectral image input apparatus of the present invention, in the imaging area of ​​the 0-order light, you are possible to form an image of the entire region of interest of the observation object. そして、0次光の結像領域で結像される光を受光することにより、観察対象の関心領域全体における形態と関心領域における測定位置とを得ることができる。 Then, by receiving the light to be imaged by the imaging area of ​​the 0-order light, you are possible to obtain a measurement position according the region of interest in the entire region of interest of the observation object.

このため、本発明の分光画像入力装置によれば、分光スペクトルの同時検出をすることができる上、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けを行うことができる。 Therefore, according to the spectral image input apparatus of the present invention, on which is capable of simultaneous detection of the spectrum, it is possible to perform correlative association between spectrum and morphology and measurement positions. また、これらの関連付けを結像光学系光路内に分光素子を配置することで行うようにしたので、大掛かりな構成としなくて済みコンパクト化も達成できる。 Also, since to carry out by arranging the spectral element these associations to the imaging optical system optical path, can also be achieved compactness users avoid the large-scale configuration.
従って、本発明の分光画像入力装置によれば、コンパクト化と、分光スペクトルと形態及び測定位置との相関的な関連付けと、高解像度の分光スペクトルの検出と、各スペクトルの同時検出とのすべてを満たすことができる。 Therefore, according to the spectral image input apparatus of the present invention, a compact, a correlative association between spectrum and morphology and measurement position, the detection of the spectrum of high resolution, all the simultaneous detection of the spectrum it can be met.

また、本発明の分光画像入力装置は、前記回折素子で回折される、所定観察領域における0次光と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、同一面内で結像するようにすれば、小型化に寄与できるので好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the is diffracted by the diffraction element, a zero-order light in a predetermined observation area, whereas at least either of the +1 order light and -1 order light DOO is in the same plane if to image, since it contributes to downsizing preferred.
この場合、前記受光素子を複数個有し、前記回折素子で回折される、所定観察領域における0次光の結像領域と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、それぞれ別個の受光素子の受光面内に分離されて結像するようにしてもよい。 In this case, a plurality of the light receiving element, wherein the diffracted by the diffraction element, an imaging area of ​​the 0 order light in a predetermined observation area, whereas at least either of the +1 order light and -1 order light collected by the it may be respectively separated into a light receiving surface of the discrete light-receiving elements so as to form an image.
また、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、同一受光素子の受光面内に分離されて結像するようにすれば、受光素子の個数を最小にすることができ、コスト低減、及びコンパクト化の面でより有利となるので好ましい。 Also, +1 order light and -1 order light other hand at least one of the bets is, if it is separated into a light receiving plane of the same light receiving element to imaging, it is possible to minimize the number of light receiving elements preferable because the more advantageous in terms of cost reduction, and downsizing.

また、本発明の分光画像入力装置は、前記観察光学系と、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段を有して構成すれば、回折素子での回折による分光スペクトルの検出を、観察対象の関心領域におけるラインにわたって行うことができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention includes the observation optical system, if configured to have a line illuminating means for illuminating a light in a line form in the observation target, the detection of the spectrum due to diffraction of the diffraction element, it can be carried out over a line in the observation target region of interest.

また、本発明の分光画像入力装置は、前記観察光学系と、観察対象にスポット状に光を照明するスポット照明手段を有して構成すれば、観察対象の関心領域における所望スポットにおける分光スペクトルの検出を行うことができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention includes the observation optical system, if configured to have a spot illuminating means for illuminating light to a spot on the observation target, the spectrum at the desired spot in the region of interest to be observed detection can be performed.

また、本発明の分光画像入力装置は、前記観察光学系と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有して構成すれば、例えば、発光体の検査を行う場合において、観察対象の関心領域全体の形態及び関心領域内で発光体が発光する位置と、その位置で発光した光の分光スペクトルを得ることができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention includes the observation optical system, if configured with an overall illumination means for illuminating the entire observation target, for example, in the case of inspecting the emitters of the observation target region of interest a position where the light emitter emits light in the entire form and ROI, it is possible to obtain a spectrum of light emitted at that location.

また、本発明の分光画像入力装置においては、これらのライン照明手段又はスポット照明手段と、観察対象全体を照明する全体照明手段とを備えた構成とするのが好ましい。 In the spectral image input apparatus of the present invention, and these line illumination means or spot lighting means, preferably configured to include a global illumination means for illuminating the entire observation target.
このように構成すれば、観察対象の関心領域における全体の形態と関心領域における測定位置との関連付けを行うことができる。 According to this structure, it is possible to make the association between the measurement position in the whole form and region of interest in a region of interest of the observation object.

その場合、ライン照明手段又はスポット照明手段と前記全体照明手段の観察対象に照射する光の波長が、互いに異なるようにするのが好ましい。 In that case, the wavelength of light to be irradiated with line illumination means or spot illumination means to an observation target of the whole illumination means, preferably different from each other. このようにすれば、0次光の結像領域に、ライン照明手段又はスポット照明手段での照明と全体照明手段での照明とを同時に行った場合に、受光面上における0次光の結像領域では観察対象の関心領域における全体像の中での、ライン又はスポット光の位置を認識し易くなる。 Thus, in the imaging area of ​​the 0 order light, if the illumination lighting and global illumination means in line illumination means or spot illumination means simultaneously performed, the imaging of the zero-order light on the light receiving surface in the region becomes easy to recognize in the entire image in a region of interest of the observation object, the position of the line or spot light.

なお、ライン照明手段又はスポット照明手段と全体照明手段の観察対象に照射する光の波長を同じに構成することもできる。 It is also possible to configure the wavelength of light to be irradiated on the observation target line illumination means or spot lighting means and the total illumination means the same. その場合は、ライン照明手段又はスポット照明手段による照明と全体照明手段による照明を一方ずつ行ない、全体照明がされていない状態でのライン光又はスポット光の受光素子上での座標位置を検出するとともに、ライン光又はスポット光の画像の色を全体照明による像の色と識別しやすい色に加工し、加工したライン光又はスポット光の画像を全体照明により得た画像における検出した座標位置に合成すればよい。 Together with the case, subjected to illumination by lighting and global illumination unit according to the line illuminating means or spot lighting means by one, for detecting the coordinate position on the light receiving elements of the line light or spot light in a state that is not the entire illumination , the line light or processed in color and easily identifiable color image by global illumination color of the spot light of the image, by combining the images of the processed line light or spot light to a coordinate position detected in the image obtained by the overall lighting Bayoi.

また、本発明の分光画像入力装置は、前記観察光学系が、観察対象からの光を結像するための2つの光路を有して構成すれば、各光路を通過する光の波長を変えることで、用途を多様化することができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the observation optical system, if configured with two optical paths for imaging light from the observation target, by changing the wavelength of light passing through each optical path in, it is possible to diversify the applications. 具体的には、2つの光路のそれぞれに異なる波長特性の光を通過させる2つの照明手段を備え、照明するごとに照明手段を切替えることにより、例えば、一方の光路での可視光による全体観察(形態観察)と他方の光路での励起光による蛍光観察(測定位置の検出と測定位置における分光スペクトル検出)との切替えや、光路ごとに可視光観察と赤外光観察との切替えや、光路ごとの全体観察と測定位置検出及び測定位置における分光スペクトル検出との切替え等、用途に応じて複数種類の観察を行うことができる。 Specifically, it provided with two illumination means for passing light of two respective different wavelength characteristics of the optical path by switching the illuminating means each for illuminating, for example, observing the whole by visible light in one optical path ( switching and the morphological observation) and other fluorescent observation by the excitation light in the optical path (optical spectrum detected at the detection and measurement position of the measurement position), the switching and the visible light observation and infrared light observation for each optical path, each optical path it is possible to perform a plurality of types of observation in accordance with the switching or the like, application of the spectral detection in the entire observation and measurement position detection and measurement positions.
そのためには、前記2つの光路を形成する光学系が、互いに異なる分光透過率特性を有するのが好ましい。 For this purpose, an optical system for forming the two optical paths, preferably has a different spectral transmittance characteristics.

また、本発明の分光画像入力装置は、観察対象の照明領域を走査する走査手段を有すれば、観察対象の関心領域全体にわたり、ライン光又はスポット光と、その光の分光スペクトルを得ることができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, if it has a scanning means for scanning the illumination area to be observed over the entire region of interest of the observation object, it is possible to obtain a line light or spot light, the spectrum of the light it can.

その場合、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段を有した構成において、前記走査手段が、該ライン照明手段によるライン光の照明位置を、該ラインに対して直交する方向に走査するのが好ましい。 In that case, in the configuration having the line illuminating means for illuminating a light in a line form on the observation target, the scanning means scans the illumination position of the line light by the line illuminating means, in a direction orthogonal to the line preference is.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記結像光学系が、平行光束光路を有し、前記分光素子が、該平行光束光路内に配置されているのが好ましい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the imaging optical system has a parallel beam light path, wherein the spectral element is preferably arranged in the flat Yukimitsu beam optical path.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記分光素子が、結像作用を備えていてもよい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the spectral element may be provided with an imaging action. あるいは、前記分光素子が、屈折作用を備えていてもよい。 Alternatively, the spectroscopic device may be provided with a refracting function. もちろん、分光素子は、これらの作用を備えずに、単に、分散、回折作用を備えた構成であってもよい。 Of course, the spectral element, without providing these effects simply dispersed, may have a configuration provided with a diffraction effect.
さらに、本発明の分光画像入力装置においては、前記分光素子は、透過作用のものに限定されず、反射作用を備えたものでもよい。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the spectral element is not limited to the transmitting action, it may be that having a reflecting action.

また、本発明の分光画像入力装置においては、前記分光素子は、回折格子などの回折光学素子(DOE)や、ホログラフィック光学素子(HOE)で構成することができる。 Further, the spectral image input apparatus of the present invention, the spectral element may be comprised of a diffractive optical element such as a diffraction grating (DOE) and, holographic optical element (HOE).

そして、本発明の内視鏡、顕微鏡、検査装置は、上記本発明の分光画像入力装置を有して構成すれば、該本発明の分光画像入力装置の作用効果が得られる。 Then, the endoscope of the present invention, microscopic inspection apparatus, if configured to have a spectral image input device of the present invention, effects of the spectroscopic image input device of the main invention can be obtained.

次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態) (First Embodiment)
図1は本発明の第1実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Figure 1 is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a first embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. なお、図1では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 In FIG. 1 for convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely.
第1実施形態の分光画像入力装置は、結像光学系2と、結像光学系2の光路内に配置された分光素子3と、受光素子4とからなる観察光学系5を備えている。 Spectroscopic image input apparatus of the first embodiment, the imaging optical system 2, the spectral element 3 disposed in the optical path of the imaging optical system 2 is provided with an observation optical system 5 consisting of the light receiving element 4. なお、図中、Sは開口絞りである。 In the figure, S is an aperture stop.
結像光学系2は、レンズ2 1と、コリメートレンズ2 2と、分光素子3と、レンズ2 3とで構成されている。 The imaging optical system 2 includes a lens 2 1, a collimator lens 2 2, the spectral element 3, and a lens 2 3.

分光素子3は、回折格子などのDOE、又はHOEで構成された、透過型の回折素子であり、コリメートレンズ2 2により形成された平行光束光路内に配置されている。 Spectral element 3, DOE such as a diffraction grating, or formed of a HOE, a transmission type diffraction element is arranged in parallel beam light path formed by the collimator lens 2 2. また、分光素子3は、0次光を直進させる、即ち、入射角度と同じ角度で出射させるとともに、1次光を波長ごとに異なる角度で分散させながら出射する作用を備えている。 Further, the spectral element 3 causes the straight zero-order light, i.e., with emit at the same angle as the incident angle, and a function of emission while dispersing at different angles primary light for each wavelength.
レンズ2 3は、0次光と−1次光を受光素子4の受光面上に結像させるように構成されている。 Lens 2 3 is configured to image the 0 order light and -1 order light on the light receiving surface of the light receiving element 4.
また、結像光学系2は、回折素子3で回折される観察対象の関心領域における0次光の結像領域と−1次光の結像領域とが、重ならないで受光素子4の受光面で受光されるように構成されている。 Further, the imaging optical system 2, the light receiving surface of the light receiving element 4 in the imaging area and the -1 order light imaging area of ​​the 0 order light in a region of interest of the observation object to be diffracted, do not overlap with the diffraction element 3 in is configured to be received.
受光素子4は、CCDなどの撮像素子を用いて構成されており、光の波長及び強度を検出することができるようになっている。 Light-receiving element 4 is configured by using an image sensor such as a CCD, and is capable of detecting the wavelength and intensity of light.

このように構成された分光画像入力装置の作用について説明する。 The operation of the thus configured spectroscopic image input apparatus will be described. なお、説明の便宜上、観察対象の関心領域の点Pで光が発光されている、又は点Pにスポット照明がされているものとする。 For convenience of explanation, light point P of the observation target region of interest is assumed to be the spot illuminated, or point P are luminous.
観察対象の関心領域において測定を所望する点Pからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して、0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 Light in the observation target region of interest measurements from desired points P passes through the lens 2 1, 2 2, through the diffractive element 3, 0-order light is emitted at the same angle as the incident angle, primary light wavelength emitted while dispersing with different dispersion angles each.
次いで、0次光は、レンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内に点像として結像する。 Then, zero-order light passes through the lens 2 3, imaged as a point image on the 0-order light imaging area of the light receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Binding also -1 order light are distributed at different angles for each wavelength, through the lens 2 3, -1 order light imaging area of the light receiving surface of the light receiving element 4 as a spectroscopic spectrum separated into spectral the image. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

このため、第1実施形態の分光画像入力装置によれば、分光スペクトルを同時に検出でき、かつ、観察対象の測定位置と測定位置における分光スペクトルとの関連付けをすることができる。 Therefore, according to the spectral image input device of the first embodiment, it can detect the spectrum simultaneously, and can be an association between the spectrum at the measurement position and the measurement position of the observation target.

さらに、観察対象の関心領域の全体に点Pから発する光又は点Pにスポット照明される光とは異なる波長の光を照明すれば、観察対象の関心領域の全体像が0次光の結像領域に結像される(図示省略)。 Further, if the illumination light of a different wavelength from the light spot illuminating the optical or point P emitted throughout the observation target region of interest from the point P, the imaging of the whole image of the observation target region of interest is 0 order light is imaged in the region (not shown). この0次光の結像領域に結像された観察対象の関心領域全体の像と観察対象のスポット像とを合成すれば、観察対象の関心領域における形態と分光スペクトルの測定位置とを示す画像(本発明では「オリエンテーション画像」という。)が得られる。 If synthesizing the 0 order light imaging area spot image of the imaged observation target region of interest whole image an observation target, the image showing the form in a region of interest of the observation target and the measurement position of the spectrum It can be obtained (hereinafter referred to as "orientation image". in the present invention).
このため、第1実施形態の分光画像入力装置によれば、分光スペクトルを同時に検出でき、かつ、観察対象の形態及び測定位置と測定位置における分光スペクトルとの関連付けをすることができる。 Therefore, according to the spectral image input device of the first embodiment, it can detect the spectrum simultaneously, and can be an association between the spectrum in the form of an observation target and the measurement and measurement positions.

なお、1次光の各スペクトルの位置は、0次光の結像位置により求まる。 The position of each spectral of the primary light is determined by the imaging position of the 0 order light.
受光素子4の受光面における0次光の結像位置と1次光の各スペクトルの位置との関係について、図2、図3を用いて説明する。 The relationship between the position of each spectral zero-order light of the imaging position and the primary light in the light receiving surface of the light receiving element 4, FIG. 2 will be described with reference to FIG.
図2(a)に示すように、波長λの回折格子の光軸に対する入射角をθI、回折角をθI'とすると、次式(1)が成り立つ。 As shown in FIG. 2 (a), when the incident angle to the optical axis of the diffraction grating of the wavelength lambda .theta.I, and the diffraction angle .theta.I ', the following equation (1) holds.
SINθI−SINθI'=N・λ/d ・・・(1) SINθI-SINθI '= N · λ / d ··· (1)
但し、Nは回折次数(なお、ここでは、N=−1とする。)、dは回折格子のピッチである。 However, N is the diffraction order (Here,. To N = -1), d is the pitch of the diffraction grating.

よって、平行光束光路に回折素子3を配置した第1実施形態の分光画像入力装置と同様に、図2(b)に示すように、回折格子に垂直に入射する光線に対しては、回折角をθλとすると、回折格子の後ろの群がSINθ型ディストーションレンズの場合、次式(2),(3)が成り立つ。 Therefore, similarly to the spectral image input apparatus of the first embodiment arranged diffraction element 3 into a parallel beam light path, as shown in FIG. 2 (b), with respect to the light beam incident perpendicularly to the diffraction grating, the diffraction angle when the the Shitaramuda, if the group behind the diffraction grating is SINθ type distortion lens, the following equation (2), (3) holds.
−SINθλ=N・λ/d ・・・(2) -SINθλ = N · λ / d ··· (2)
Hλ=−F・SINθλ Hλ = -F · SINθλ
=F・N・λ/d ・・・(3) = F · N · λ / d ··· (3)
但し、Fは回折格子の後ろの群の焦点距離、Hλは波長λの1次回折光の結像像高、Nは回折次数(なお、ここでは、N=−1とする。)、dは回折格子のピッチである。 However, F is the focal length of the group after the diffraction grating, Hramuda the first order diffracted light of the imaging image height wavelength lambda, N is the diffraction order (Here, it is N = -1.), D is a diffraction it is the pitch of the lattice.

ところで、回折格子への入射角度が変わるとそれに応じて、0次光の結像位置、及び、1次光の結像位置も移動する。 Incidentally, accordingly the incident angle to the diffraction grating is changed, the imaging position of the 0 order light, and also move the imaging position of the primary light. ここでは、便宜上、分散作用を有し、屈折作用や結像作用は無い回折格子について考えるものとする。 Here, for convenience, have dispersing action, refraction effects or imaging action is to be considered for no diffraction grating. このタイプの回折格子では、0次光は、回折せずに入射角度と同じ角度で出射する。 The diffraction grating of this type, the zero-order light is emitted at the same angle as the incident angle without diffraction.
このような回折素子における入射角の変化に伴う0次光の結像位置と1次光の結像位置が移動する様子を図3(a)〜(c)に示す。 The manner in which such imaging position of the imaging position of the 0 order light caused by the change of the incident angle and first-order light in the diffraction element is moved is shown in FIG. 3 (a) ~ (c).

ここで、0次光が結像領域の中心以外の位置で結像する場合における結像位置と、1次光のスペクトルの結像位置との関係は、以下の式を用いて表すことができる。 The relationship between the imaging position, the imaging position of the spectrum of the primary light in the case where the zero-order light is imaged at a position other than the center of the imaging area can be expressed using the following equation .
波長λの回折格子の光軸に対する入射角をθI、回折角をθI'λとすると、次式(4)が成り立つ。 When the incident angle to the optical axis of the diffraction grating of the wavelength lambda .theta.I, the diffraction angle is ShitaI'ramuda, the following equation (4) holds.
SINθI−SINθI'λ=N・λ/d ・・・(4) SINθI-SINθI'λ = N · λ / d ··· (4)
但し、Nは回折次数(なお、ここでは、N=−1とする。)、dは回折格子(なお、回折格子は既知とする。)のピッチである。 However, N is the diffraction order (Here,. To N = -1), d is a diffraction grating (the grating is known.) Is the pitch of the.

また、回折格子の後ろの群がSINθ型ディストーションレンズの場合、波長λの1次回折光の結像像高Hλは、 Also, if the group behind the diffraction grating is SINθ type distortion lens, 1 imaging image height Hλ order diffracted light of wavelength λ is
Hλ=−F・SINθI'λ ・・・(5) Hλ = -F · SINθI'λ ··· (5)
0次光の結像像高H0は、 Imaging image height H0 of the zero-order light,
H0=−F・SINθI ・・・(6) H0 = -F · SINθI ··· (6)
但し、Fは回折格子の後ろの群の焦点距離(なお、ここでは既知とする。)である。 However, F is the focal length of the group after the diffraction grating (note that here, the known.).

よって、 Thus,
Hλ−H0=−F・SINθI'λ−(−F・SINθI) Hλ-H0 = -F · SINθI'λ - (- F · SINθI)
=F(SINθI−SINθI'λ) = F (SINθI-SINθI'λ)
=F・N・λ/d = F · N · λ / d
Hλ=F・N・λ/d+H0 ・・・(7) Hλ = F · N · λ / d + H0 ··· (7)
従って、0次光と、波長λの1次光との間隔は、0次光の入射角度に依存せず一定であり、0次光の結像位置を検出すれば、1次光のスペクトルの波長位置が特定できることがわかる。 Thus, 0 and order light, an interval between the primary light of a wavelength lambda, is constant independently of the incident angle of the zero-order light, by detecting the imaging position of the 0 order light, the primary light spectrum it can be seen that the wavelength position can be identified.

なお、上記の例では、回折格子の後群がSINθ型ディストーションレンズの場合を想定したが、実際には、樽型やTANθ型など、どのような型のディストーションであっても既知であれば、0次光の結像位置を検出することで、回折格子の入射角θIを検出すれば、1次光のスぺクトルの波長位置を算出できる。 In the above example, the rear group of the diffraction grating assuming a case of SINθ type distortion lens, in practice, such as barrel or TANθ type, if known even distortion of any type, by detecting the imaging position of the 0 order light, by detecting the incident angle θI of the diffraction grating can calculate the wavelength position of the scan Bae spectrum of the primary light.
即ち、まず、受光素子4で得られた画像から0次光の結像像高H0の位置(即ち、0次光の結像位置)を測定する。 That is, first, to measure the position of the focal image height H0 of the zero-order light from an image obtained by the light receiving element 4 (i.e., the imaging position of the 0-order light). 次いで、位置H0、回折格子の後群の焦点距離F及びディストーション特性に応じて、回折格子への入射角θIを算出する。 Then, the position H0, according to the focal length F and the distortion characteristic of the group after the diffraction grating, to calculate the incident angle θI of the diffraction grating. 次いで、回折素子のピッチd、算出した入射角θI、回折次数N、波長λより、波長λの1次光の回折角θI'λを算出する。 Then, the pitch d of the diffraction element, the calculated incident angle .theta.I, diffraction order N, than the wavelength lambda, and calculates the diffraction angle θI'λ of the primary light of a wavelength lambda. 次いで、算出した回折角θI'λ、回折格子の後群の焦点距離F及びディストーション特性より、波長λの1次光の結像像高Hλを算出する。 Then, the calculated diffraction angle ShitaI'ramuda, than the focal length F and the distortion characteristic of the rear group of the diffraction grating to calculate the imaging image height Hλ of the primary light of a wavelength lambda. これにより、1次光のスぺクトルの波長位置が求まる。 Thus, the wavelength position of the scan Bae spectrum of the primary light is obtained.
また、回折格子自体が結像作用を有する場合は、回折格子の後群の焦点距離F、及びディストーション特性に代えて、回折格子の焦点距離F及びディストーション特性より、波長λの1次光の結像像高Hλを算出すれば、1次光のスぺクトルの波長位置が求まる。 Further, when the diffraction grating itself has an imaging effect, instead of the focal length F, and distortion characteristics of the rear group of the diffraction grating, the focal length F and the distortion characteristic of the diffraction grating, forming of the primary light of a wavelength λ be calculated imagewise high Hramuda, wavelength position of the scan Bae spectrum of the primary light is obtained.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
図4は本発明の第2実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Figure 4 is an explanatory view of a spectroscopic image input apparatus according to a second embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. なお、図4では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 In FIG. 4 for convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely.
第2実施形態の分光画像入力装置は、結像光学系2が、レンズ2 1と、コリメートレンズ2 2と、分光素子3とで構成されており、分光素子3が、結像作用を備え、受光素子4の受光面上に0次光と−1次光とを結像するようになっている。 Spectroscopic image input apparatus of the second embodiment, the imaging optical system 2, a lens 2 1, a collimator lens 2 2, is constituted by the spectral element 3, the spectral element 3 comprises an imaging action, adapted to image the 0 order light and -1 order light on the light receiving surface of the light receiving element 4.

そして、第2実施形態の分光画像入力装置では、観察対象の関心領域において測定を所望する点Pからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が光軸上において入射角度と同じ角度で出射するとともに、軸外に向かうにしたがって出射角度が大きくなるように出射し、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内に点像として結像する。 Then, the spectral image input apparatus of the second embodiment, the lens 2 1 light from point P to desired measurements in the region of interest of the observation target, 2 2 through the through a diffraction element 3 0 order light optical axis with it emitted at the same angle as the incidence angle at the top, and emitted as outgoing angle toward the off-axis increases, and imaged as a point image on the 0-order light imaging area of ​​the light receiving surface of the light receiving element 4 . また、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散されるとともに、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Further, the primary light is dispersed at different dispersion angles for each wavelength is imaged -1 order light imaging area of ​​the light receiving surface of the light receiving element 4 as a spectroscopic spectrum separated into spectral.
その他の構成及び作用効果は第1実施形態の分光画像入力装置とほぼ同じである。 Other structures, operations and effects are almost the same as the spectral image input apparatus of the first embodiment.

(第3実施形態) (Third Embodiment)
図5は本発明の第3実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Figure 5 is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a third embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. なお、図5では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience in Figure 5, it is shown by tilting the ROI to be observed obliquely.
第3実施形態の分光画像入力装置は、分光素子3が、屈折作用を備えており、0次光を屈折させるとともに、1次光を波長ごとに異なる角度で分散させながら屈折させる。 Spectroscopic image input apparatus of the third embodiment, the spectral element 3 has a refraction action, with refracting the zero-order light, is refracted while dispersing at different angles primary light for each wavelength.

そして、第3実施形態の分光画像入力装置では、観察対象の関心領域において測定を所望する点Pからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と異なる角度で出射し、1次光が屈折しながら波長ごとに異なる分散角度で分散される。 Then, the spectral image input apparatus of the third embodiment, the lens 2 1 light from point P to desired measurements in the region of interest of the observation target, 2 2 through the zero-order light incident angle through the diffraction element 3 emitted at different angles, the primary light is dispersed at different dispersion angles for each wavelength while being refracted.
その他の構成及び作用効果は第1実施形態の分光画像入力装置とほぼ同じである。 Other structures, operations and effects are almost the same as the spectral image input apparatus of the first embodiment.

(第4実施形態) (Fourth Embodiment)
図6は本発明の第4実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4 1 ,4 2における+1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Figure 6 is an illustration of the spectral image input apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) the light receiving element 4 1 (a) , 4 imaging area of the +1 order light and 0th order light 2 in and a view of the light receiving position of the observation object from the front. なお、図6では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 In FIG. 6 for convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely.
第4実施形態の分光画像入力装置は、反射型の分光素子を結像光学系の収束光路内に配置するとともに、複数の受光素子を同一受光面上に配置した構成となっている。 Spectroscopic image input device of the fourth embodiment is configured to place the reflective spectral element in the imaging optical system converging optical path has a configuration in which a plurality of light receiving elements on the same light receiving plane.
具体的には、第4実施形態の分光画像入力装置は、結像光学系2と、結像光学系2の収束光路内に配置された分光素子3と、2つの受光素子4 1 ,4 2とからなる観察光学系5を備えている。 Specifically, the spectral image input device of the fourth embodiment, the imaging optical system 2, the spectral element 3 arranged in the convergent beam path imaging optical system 2, two light receiving elements 4 1, 4 2 and a viewing optical system 5 consisting of a.
結像光学系2は、レンズ2 1と、レンズ2 2と、分光素子3とで構成されている。 The imaging optical system 2 includes a lens 2 1, a lens 2 2, and a spectral element 3.

分光素子3は、回折格子などのDOE、又はHOEで構成された、反射型の回折素子であり、レンズ2 2により形成された収束光路内に配置されている。 Spectral element 3, DOE such as a diffraction grating, or formed of a HOE, a reflection type diffraction element is arranged in the formed converging optical path by the lens 2 2. また、分光素子3は、0次光を入射角度と同じ角度で反射するとともに、1次光を波長ごとに異なる角度で分散させながら反射する作用を備えている。 Further, the spectral element 3, as well as reflected at the same angle as the incident angle 0 order light, and a function of reflected while dispersing at different angles primary light for each wavelength.
受光素子4 1 ,4 2は、同一面上に配置されている。 The light-receiving element 4 1, 4 2 are arranged on the same plane.
レンズ2 2は、0次光を受光素子4 1の受光面上に結像させ、かつ、+1次光を受光素子4 2の受光面上に結像させるように構成されている。 Lens 2 2 0-order light is imaged on the light receiving element 4 1 of the light-receiving surface, and is configured to image the + 1-order light on the light receiving surface of the light receiving element 4 2.
また、結像光学系2は、回折素子3で回折される観察対象の関心領域における0次光の結像領域と+1次光の結像領域とが、重ならないで受光素子4 1 ,4 2の受光面でそれぞれ受光されるように構成されている。 Further, the imaging optical system 2, an imaging region and a + first order light imaging area of the 0-order light in the observation target region of interest is diffracted by the diffraction element 3, the light receiving element 4 1 not overlapping, 4 2 It is configured to be respectively received by the light receiving surface of the.
受光素子4は、CCDなどの撮像素子を用いて構成されており、各画素ごとの強度を検出することができるようになっている。 Light-receiving element 4 is configured by using an image sensor such as a CCD, and is capable of detecting the intensity of each pixel.

このように構成された第4実施形態の分光画像入力装置では、観察対象の関心領域において測定を所望する点Pからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で反射され、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら反射される。 In spectral image input device of the fourth embodiment configured in this way, light from the point P to the desired measurement in the region of interest of the observation object passes through the lens 2 1, 2 2, through the diffractive element 3 0-order light is reflected at the same angle as the incident angle, the primary light is reflected while being dispersed at different dispersion angles for each wavelength.
次いで、0次光は、受光素子4 1の受光面における結像領域内に点像として結像する。 Then, 0-order light is imaged as a point image on the imaging area of the light receiving surface of the light receiving element 4 1. また、波長ごとに異なる角度で分散された+1次光は、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4 2の受光面における+1次光の結像領域内に結像する。 Also, +1 order light are distributed at different angles for each wavelength is imaged on the imaging area of the + 1-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4 2 as spectrum separated into each spectrum. そして、0次光を受光素子4 1が受光し、+1次光を受光素子4 2が受光する。 Then, the 0th order light receiving element 4 1 is received, the + 1 order light receiving element 4 2 receives.
第4実施形態の分光画像入力装置によれば、同一面上に複数の受光素子を設けて0次光と1次光をそれぞれ別個の受光素子で受光させるようにしたので、1つの受光素子において0次光と1次光を受光させる構成に比べて、0次光、1次光のそれぞれの結像領域に対する受光領域が広くなる。 According to the spectral image input device of the fourth embodiment, since on the same plane to provide a plurality of light receiving elements 0 order light and 1-order light, respectively so as to be received in a separate receiving element, in one light-receiving element the zero-order light and 1st order light as compared with the configuration to be received, 0 order light, the light receiving region for each of the imaging area of ​​the primary light becomes wider. このため、同じ範囲の観察対象を結像した場合には、分解能を高くすることができる。 Therefore, the same range of the observation object when imaging can be higher resolution. 他方、同程度の分解能とした場合には、観察対象範囲を広くとることができる。 On the other hand, when the resolution of the same level may take a wide viewing scope.
その他の作用効果は、第1実施形態とほぼ同じである。 Other functions and effects are almost the same as the first embodiment.

(第5実施形態) (Fifth Embodiment)
図7は本発明の第5実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Figure 7 is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a fifth embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. なお、図7では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 In FIG. 7 for convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely.
第5実施形態の分光画像入力装置は、第1実施形態と同様に構成された観察光学系5に加えて、観察対象にライン状の光を照明するライン照明手段6を備えて構成されている。 Spectroscopic image input apparatus of the fifth embodiment, in addition to the observation optical system 5 configured as in the first embodiment, is configured to include a line illuminating means 6 for illuminating the line-shaped light to the observation target .
ライン照明手段6は、図7においてy方向に1次元配列された複数のLED6 1-n (n:1,2・・・)からなるLED群6 1と、コリメートレンズ6 2と、拡散素子6 3と、シリンドリカルレンズ6 4とで構成されている。 Line illumination device 6, a plurality of LED 6 1-n which are arranged one-dimensionally in the y direction in FIG. 7: the LED group 6 1 consisting of (n 1, 2 · · ·), a collimator lens 6 2, diffuser 6 3, and a cylindrical lens 6 4. 拡散素子6 3は、入射光を図7においてx方向に拡散する作用を備えている。 Diffuser 6 3 has a function of diffusing the x direction in FIG. 7 the incident light.

このように構成された第5実施形態の分光画像入力装置では、LED群6 1を構成するLED6 1-n (n:1,2・・・)のうち、観察対象の関心領域において測定を所望する位置に対応する位置のLEDを点灯させると、該LEDからの光はコリメートレンズ6 2を通り、拡散素子6 3でx方向に拡散されてライン状の光となり、シリンドリカルレンズ6 4を経て、観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lをライン状に照明する。 In spectral image input apparatus of the fifth embodiment thus configured is, LED 6 1-n constituting the LED group 6 1 (n: 1,2 ···) of the desired measurements in the region of interest of the observation target When lighting the LED at the position corresponding to the position where the light from the LED passes through the collimating lens 6 2, is diffused in the x-direction diffuser 6 3 becomes the line-shaped light, through the cylindrical lens 6 4, the desired region L measured at observation target region of interest is illuminated in a line shape.

観察対象の関心領域においてライン照明された領域Lからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 Light from the line illumination area L in the region of interest of the observation object passes through the lens 2 1, 2 2, 0-order light through the diffraction element 3 is emitted at the same angle as the incident angle, each primary light wavelength emitted while dispersing with different dispersion angles.
次いで、0次光は、レンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内にライン状の像として結像する。 Then, zero-order light passes through the lens 2 3, imaged as a line-shaped image in the imaging area of the 0-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、観察対象の関心領域おいて測定を所望するライン状の領域Lにわたって各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Also, different -1 order light is distributed angles for each wavelength, through the lens 2 3, receiving a measured advance a region of interest of the observation target as a spectrum that is separated into spectrum over a desired linear region L It focused on the -1 order light imaging area of ​​the light receiving surface of the element 4. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

このため、第5実施形態の分光画像入力装置によれば、分光スペクトルの検出を、観察対象の関心領域におけるラインにわたって行うことができる。 Therefore, according to the spectral image input apparatus of the fifth embodiment, the detection of the spectrum, can be carried out over the line in a region of interest of the observation object.
その他の構成及び作用効果は第1実施形態の分光画像入力装置とほぼ同じである。 Other structures, operations and effects are almost the same as the spectral image input apparatus of the first embodiment.
なお、ライン照明手段は、観察対象にライン状に光を照明することができるものであれば第5実施形態の構成に限定されるものではなく、どのような構成でもよい。 Incidentally, the line illuminating means is not limited to the configuration of the fifth embodiment as long as it can be illuminated with light in a line form in the observation target may be any configuration. 例えば、図7(a)の構成において拡散素子63を設ける代わりに、ライン状に配列(図においてはx方向に配列)された複数のLEDを観察対象の関心領域における所望の観察位置に合わせて複数段(図においてはy方向に複数段)備えて構成したLED群(図示せず)を用いて、各段ごとにLEDを点灯させるようにしてもよい。 For example, instead of providing the diffusion device 63 in the configuration of FIG. 7 (a), the line shape arrangement in accordance with the desired observation position in the observation target region of interest a plurality of LED which is (arranged in the x-direction in the figure) (in FIG plurality of stages in the y-direction) a plurality of stages with LED group that has been configured with a (not shown), may be caused to light up the LED for each stage.

(第6実施形態) (Sixth Embodiment)
図8は本発明の第6実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図であり、そのうちの左側は関心領域全体の−1次光と0次光の結像状態、右側は観察対象の関心領域の点Pで光が発光されている、又は点Pにスポット照明がされている場合における点Pの−1次光と0次光の結像状態を示している。 Figure 8 is a diagram for explaining the spectral image input apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and the light receiving position of the observation target is a view as seen from the front, imaging state of -1 order light and 0th order light of the entire region of interest left of them, right light point P of the observation target region of interest indicates the imaging state of the -1 order light and 0th order light of the point P in the case that is the spot illuminated, or point P are luminous. なお、図8では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience in Figure 8, it is shown by tilting the ROI to be observed obliquely.

第6実施形態の分光画像入力装置は、第1実施形態と同様に構成された観察光学系5に加えて、観察対象全体を照明する全体照明手段7を備えて構成されている。 Spectroscopic image input apparatus according to the sixth embodiment, in addition to the observation optical system 5 configured as in the first embodiment is configured to include the entire lighting means 7 for illuminating the whole observation target.
全体照明手段7は、図示省略した光源と、ライトガイドファイバ7 1と、拡散光を出射する照明レンズ7 2を有している。 Global illumination means 7, a light source (not shown), and a light guide fiber 71, an illumination lens 7 2 that emits diffuse light. なお、全体照明手段7は、観察対象の関心領域全体を照明することができれば、どのような構成でもよい。 The overall illumination means 7, if it is possible to illuminate the entire region of interest of the observation object may be any structure.

このように構成された第6実施形態の分光画像入力装置では、全体照明手段7を介して観察対象の関心領域全体を照明すると、観察対象の関心領域全体からの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 In spectral image input device of the sixth embodiment thus configured, when illuminating the entire region of interest of the observation object through the entire lighting unit 7, light from the entire region of interest of the observation object lens 2 1, 2 2 the street, zero-order light through the diffraction element 3 is emitted at the same angle as the incident angle, the primary light is emitted while dispersing with different dispersion angles for each wavelength.
次いで、0次光は、レンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内に観察対象の関心領域全体の像として結像する。 Then, 0 order light, a lens 2 3 through, imaged as an image of the entire region of interest of the observation object to the imaging area of the 0-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、観察対象の関心領域全体の像が多数重なった像として受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Also, different -1 order light is distributed angles for each wavelength, through the lens 2 3, binding of -1-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4 as an image in which an image of the entire region of interest of the observation object overlaps a number to form an image on the image area. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

他方、観察対象の関心領域で発光され、又は、図示省略したスポット照明手段を介してスポット照明された点Pからの光は、第1実施形態と同様に、レンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射し、0次光は、レンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内に点像として結像する。 On the other hand, emits light by a region of interest to be observed, or the light from the P point is spotlighting via the spot illumination means is not shown, as in the first embodiment, passes through a lens 2 1, 2 2, 0-order light through the diffraction element 3 is emitted at the same angle as the incident angle, the primary light is emitted while dispersing with different dispersion angles for each wavelength, the zero-order light passes through the lens 2 3, the light receiving element 4 It is imaged as a point image on the 0-order light imaging area of ​​the light receiving surface of the. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Binding also -1 order light are distributed at different angles for each wavelength, through the lens 2 3, -1 order light imaging area of the light receiving surface of the light receiving element 4 as a spectroscopic spectrum separated into spectral the image. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

そこで、この0次光の結像領域に結像された観察対象の関心領域全体の像と観察対象のスポット像とを合成すれば、観察対象の関心領域における形態と分光スペクトルの測定位置とを示す画像(以下、本発明ではオリエンテーション画像という。)が得られる。 Therefore, if combining a spot image of the 0 order light imaging region observed and imaged observation target region of interest image of the entire subject, the form in a region of interest of the observation target and the measurement position of the spectrum image shown (hereinafter, in the present invention that orientation image.) is obtained.

なお、全体照明手段7は、観察対象に照射する光の波長を、観察対象の関心領域の点Pで発光し、又は点Pにスポット照明された光の波長と異なるように構成するのが好ましい。 The overall illumination means 7, the wavelength of light to be irradiated on the observation target, emits light at a point P of the observation target region of interest, or preferably configured to be different from the wavelength of the spot illuminated light to the point P . このようにすれば、0次光での全体観察と1次光でのスペクトル観察が共に明るくでき、受光面上における0次光の結像領域における、観察対象の関心領域における全体像の中での、点Pで発光し、又は点Pにスポット照明された光の位置が認識し易くなる。 In this way, 0 can both bright spectrum observed in the entire observation and first-order light in the primary light, in the imaging area of ​​the 0-order light on the light receiving surface, in the whole picture in a region of interest of the observation target of emitted at point P, or easily recognize the position of the spot illuminated light to the point P. そこでこの場合は、さらに分光素子3の回折効率を、観察対象の関心領域の点Pで発光し、又は点Pにスポット照明された光に対して1次光の光量を強くし、0次光の光量が弱くなるように、最適化するのが好ましい。 So in this case, further the diffraction efficiency of the spectral element 3 emits light at a point P of the observation target region of interest, or strongly light amount of the primary light to a spot illuminated light to the point P, 0 order light as the light amount of is weakened, preferably optimized. このようにすれば、分光スペクトルを高精度に測定することができる。 In this way, it is possible to measure the spectrum with high precision.

また、点Pの光が、スポット照明された光である場合は、観察対象に照射する光の波長を、観察対象の関心領域の点Pで発光し、又は点Pにスポット照明された光の波長と異ならせなくてもよい。 Further, the light of the point P is, if a light spot lighting, the wavelength of light to be irradiated on the observation target, emits light at a point P of the observation target region of interest, or the point P illuminated light spot it may not be different from the wavelength. その場合には、全体照明とスポット照明を一方ずつ行ない、全体照明がされていない状態でのスポット光の画像を全体照明による像と識別し易いように加工し、加工したスポット光の画像を全体照明により得た画像と合成すれば、観察対象の関心領域全体における分光スペクトルの測定位置であるスポット照明位置を明確に認識できる画像が得られる。 In that case, performs one by one the whole lighting and spot lighting, processed so as to be easily identified as the image due to global illumination image of the spot light in a state of not being the entire lighting, the whole image of processed spotlight if combined with the image obtained by the illumination, image is obtained that clearly recognize the measurement position is spot illumination position of the spectrum in the entire region of interest of the observation object.

(第7実施形態) (Seventh Embodiment)
図9は本発明の第7実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図であり、そのうちの左側は関心領域全体の−1次光と0次光の結像状態、右側は観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lにライン照明がされている場合における領域Lの−1次光と0次光の結像状態を示している。 Figure 9 is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a seventh embodiment of the present invention, (a) is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectroscopic image input device, the light receiving element 4 (b) is (a) -1 order light and 0th order light imaging area and the light receiving position of the observation target is a view as seen from the front, imaging state of -1 order light and 0th order light of the entire region of interest left of them, right It shows the image formation state of the -1 order light and 0th order light of the region L in the case where the desired region L measured at observation target region of interest is the line illumination. なお、図9では便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience in FIG. 9 shows tilting the ROI to be observed obliquely.

第7実施形態の分光画像入力装置は、第1実施形態と同様に構成された観察光学系5に加えて、観察対象にライン状の光を照明するライン照明手段6と、観察対象全体を照明する全体照明手段7を備えて構成されている。 Spectroscopic image input apparatus according to the seventh embodiment, in addition to the observation optical system 5 configured as in the first embodiment, the line illumination device 6 for illuminating the line-shaped light to the observation target, illuminating the entire observation target It is configured to include a global illumination means 7 for.

このように構成された第7実施形態の分光画像入力装置では、全体照明手段7を介して観察対象の関心領域全体を照明すると、第6実施形態と同様に、観察対象の関心領域全体からの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 In spectral image input apparatus of the seventh embodiment thus configured, when illuminating the entire region of interest of the observation object through the entire lighting means 7, similarly to the sixth embodiment, from the entire region of interest of the observation object light passes through the lens 2 1, 2 2, 0-order light through the diffraction element 3 is emitted at the same angle as the incident angle, the primary light is emitted while dispersing with different dispersion angles for each wavelength.
次いで、0次光は、レンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内に観察対象の関心領域全体の像として結像する。 Then, 0 order light, a lens 2 3 through, imaged as an image of the entire region of interest of the observation object to the imaging area of the 0-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、観察対象の関心領域全体の像が多数重なった像として受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Also, different -1 order light is distributed angles for each wavelength, through the lens 2 3, binding of -1-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4 as an image in which an image of the entire region of interest of the observation object overlaps a number to form an image on the image area. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

また、LED群6 1を構成するLED6 1-n (n:1,2・・・)のうち、観察対象の関心領域において測定を所望する位置に対応する位置のLEDを点灯させると、第5実施形態と同様に、該LEDの光はコリメートレンズ6 2を通り、拡散素子6 3でx方向に拡散されてライン状の光となり、シリンドリカルレンズ6 4を経て、観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lをライン状に照明する。 Moreover, LED 6 1-n constituting the LED group 6 1 (n: 1,2 ···) of, when lighting the LED at the position corresponding to the desired position of the measurement in the region of interest of the observation object, the fifth similar to the embodiment, light of the LED passes through the collimating lens 6 2, is diffused in the x-direction diffuser 6 3 becomes the line-shaped light, through the cylindrical lens 6 4, the measurement in the region of interest of the observation target illuminating the desired area L in a line shape.
観察対象の関心領域においてライン照明された領域Lからの光はレンズ2 1 ,2 2を通り、回折素子3を介して0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 Light from the line illumination area L in the region of interest of the observation object passes through the lens 2 1, 2 2, 0-order light through the diffraction element 3 is emitted at the same angle as the incident angle, each primary light wavelength emitted while dispersing with different dispersion angles.
次いで、0次光は、回折素子3の後群であるレンズ2 3を経て、受光素子4の受光面における0次光の結像領域内にライン状の像として結像する。 Then, zero-order light passes through the lens 2 3 is a rear group of the diffractive element 3, imaged as a line-shaped image in the imaging area of the 0-order light on the light-receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 3を経て、観察対象の関心領域おいて測定を所望するライン状の領域Lにわたって各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Also, different -1 order light is distributed angles for each wavelength, through the lens 2 3, receiving a measured advance a region of interest of the observation target as a spectrum that is separated into spectrum over a desired linear region L It focused on the -1 order light imaging area of ​​the light receiving surface of the element 4. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

そこで、この0次光の結像領域に結像された観察対象の関心領域全体の像と観察対象の関心領域におけるライン像とを合成すれば、観察対象の関心領域におけるラインにわたって形態と分光スペクトルの測定位置とを示す画像が得られる。 Therefore, if combining a line image in the 0-order light image an observation target region of interest of the entire region of interest of the observation object is imaged on the imaging area of ​​the form and spectrum over lines in a region of interest of the observation object image showing the measurement position is obtained.

なお、全体照明手段7は、観察対象に照射する光の波長を、観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lにライン照明された光の波長と異なるように構成するのが好ましい。 The overall illumination means 7, the wavelength of light to be irradiated on the observation target, preferably configured to be different from the wavelength of the light line illumination to a desired region L measured in the region of interest of the observation object. このようにすれば、受光面上における0次光の結像領域では観察対象の関心領域における全体像の中での、測定を所望する領域Lにライン照明された光の位置が認識し易くなる。 This makes easy to recognize in the position of the light line illumination to a desired area L the measurement of the overall image in a region of interest of the observation target in the imaging area of ​​the 0-order light on the light receiving surface . そこでこの場合は、さらに分光素子3の回折効率を、観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lにライン照明された光に対して1次光の光量を強くし、0次光の光量が弱くなるように、最適化するのが好ましい。 So in this case, further the diffraction efficiency of the spectral element 3, the measurement in the region of interest of the observation object to strongly amount of the primary light with respect to desired light line illumination in the area L, the light amount of the zero-order light as becomes weak, preferably optimized. このようにすれば、分光スペクトルを高精度に測定することができる。 In this way, it is possible to measure the spectrum with high precision.

なお、観察対象に照射する光の波長を、観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lにライン照明された光の波長と異ならせなくてもよい。 Incidentally, a wavelength of light irradiated on the observation target may not be different from the wavelength of the light line illumination to a desired region L measured in the region of interest of the observation object. その場合には、全体照明とライン照明を一方ずつ行ない、全体照明がされていない状態でのライン光の画像を全体照明による像と識別し易いように加工し、加工したライン光の画像を全体照明により得た画像と合成すれば、観察対象の関心領域における形態と分光スペクトルの測定位置であるライン照明位置を明確に認識できる画像が得られる。 In that case, it performs one by one the whole illumination and line illumination, processed so as to be easily identified as the image due to global illumination image of line light in a state of not being the entire illuminated, the entire image of the processed line light if combined with the image obtained by the illumination, image is obtained that clearly recognize the measurement position is line illumination position forms a spectrum in a region of interest of the observation object.

(第8実施形態) (Eighth Embodiment)
図10は本発明の第8実施形態にかかる分光画像入力装置の基本構成を示す概念図である。 Figure 10 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a spectral image input device to the eighth embodiment of the present invention. なお、便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely. また、1次光は一方の光路(光路A)についてのみ示し、他方の光路(光路B)については省略してある。 Further, 1-order light represents only one optical path (optical path A), are omitted for the other optical path (optical path B).

第8実施形態の分光画像入力装置は、結像光学系と観察光学系が2つずつ構成されており、観察対象からの光を結像するための2つの光路A,Bを有している。 Spectroscopic image input device of the eighth embodiment, an imaging optical system and an observation optical system is constituted by two, and has two optical path A for imaging light from the observation target, the B .
第1の観察光学系5Aは、第1の結像光学系2Aと受光素子4とで構成され、第2の観察光学系5Bは、第1の結像光学系2Bと受光素子4とで構成されている。 First observation optical system 5A is composed of a first imaging optical system 2A and the light-receiving element 4, the second observation optical system 5B is constituted by a first imaging optical system 2B and the light receiving element 4 It is.
第1の結像光学系2Aは、光路A上に配置されたレンズ2 1 Aと、レンズ2 2 Aと、フィルタ8Aと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 3と、光路A上に配置された分光素子3Aと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 4とで構成されている。 The first imaging optical system 2A includes an optical path A on the lens disposed 2 1 A, the lens 2 2 A, and the filter 8A, the optical path A, a lens 2 3 disposed across the B, optical path A a spectral element 3A disposed thereon, and a light path a, the lens 2 4 arranged across the B.
第2の結像光学系2Bは、光路B上に配置されたレンズ2 1 Bと、レンズ2 2 Bと、フィルタ8Bと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 3と、光路B上に配置された分光素子3Bと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 4とで構成されている。 Second imaging optical system 2B is an optical path disposed lenses 2 1 B on B, and the lens 2 2 B, a filter 8B, the optical path A, the lens 2 3 disposed across the B, the optical path B a spectral element 3B disposed thereon, and a light path a, the lens 2 4 arranged across the B.

フィルタ8Aとフィルルタ8Bは、互いに異なる分光透過率特性を備えており、光路Aを形成する第1の結像光学系2Aと光路Bを形成する第2の結像光学系2Bとは、分光透過率特性が互いに異なっている。 Filter 8A and Firuruta 8B has a different spectral transmittance characteristics from one another, the second imaging optical system 2B to form a first imaging optical system 2A and the optical path B for forming the optical path A, the spectral transmission rate characteristics are different from each other.
分光素子3Aは、レンズ2 4を介して、0次光が受光素子4の領域Lに結像され、−1次光が受光素子4の領域Rに結像されるように構成されている。 Spectral element 3A via the lens 2 4, 0-order light is imaged in the region L of the light receiving element 4, -1 order light is adapted to be imaged in the region R of the light-receiving element 4.
分光素子3Bは、レンズ2 4を介して、0次光が受光素子4の領域Rに結像され、−1次光が受光素子4の領域Lに結像されるように構成されている。 Spectral element 3B through the lens 2 4, 0-order light is imaged in the region R of the light-receiving element 4, -1 order light is adapted to be imaged in the region L of the light receiving element 4.

このように構成された第8実施形態の分光画像入力装置によれば、観察対象の関心領域における点Pからの光は、光路Aにおいて、レンズ2 1 A,2 2 Aを通り、フィルタ8Aを介して所定波長の光が透過し、レンズ2 3を通り、回折素子3Aを介して、0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 According to the spectral image input device of the eighth embodiment constructed, the light from the point P in a region of interest of the observation object, in the optical path A, passes through a lens 2 1 A, 2 2 A, the filter 8A through light of a predetermined wavelength is transmitted through the lens 2 3, through the diffractive element 3A, 0-order light is emitted at the same angle as the incident angle, while dispersing with different dispersion angles for each primary light wavelength It is emitted.
次いで、0次光は、レンズ2 4を経て、受光素子4の受光面における領域L内に点像として結像する。 Then, zero-order light passes through the lens 2 4, imaged as a point image in the region L on the light receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 4を経て、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における領域R内に結像する。 Further, -1 order light are distributed at different angles for each wavelength, through the lens 2 4, to form an image in the region R on the light receiving surface of the light receiving element 4 as a spectroscopic spectrum separated into spectral. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

また、観察対象の関心領域における点Pからの光は、光路Bにおいて、レンズ2 1 B,2 2 Bを通り、フィルタ8Bを介してフィルタ8Aとは異なる波長の光が透過し、レンズ2 3を通り、回折素子3Bを介して、0次光が入射角度と同じ角度で出射し、1次光が波長ごとに異なる分散角度で分散しながら出射する。 Also, light from the point P in a region of interest of the observation object, in the optical path B, passes through a lens 2 1 B, 2 2 B, transmits the light of wavelength different from that of the filter 8A through filter 8B, the lens 2 3 through, through the diffractive element 3B, 0-order light is emitted at the same angle as the incident angle, the primary light is emitted while dispersing with different dispersion angles for each wavelength.
次いで、0次光は、レンズ2 4を経て、受光素子4の受光面における領域R内に点像として結像する。 Then, zero-order light passes through the lens 2 4, imaged as a point image in the region R on the light receiving surface of the light receiving element 4. また、波長ごとに異なる角度で分散された−1次光は、レンズ2 4を経て、各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子4の受光面における領域L内に結像する。 Further, -1 order light are distributed at different angles for each wavelength, through the lens 2 4, to form an image in the region L on the light receiving surface of the light receiving element 4 as a spectroscopic spectrum separated into spectral. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 4 receives.

第8実施形態の分光画像入力装置によれば、例えば、2つの光路のそれぞれに異なる波長特性の光を照明する2つの照明手段を備え、照明する照明手段を切替えることにより、光路ごとの可視光観察と赤外光観察との切替えや、光路ごとの全体観察と測定位置検出及び測定位置における分光スペクトル検出との切替え等(例えば、光路Aでの可視光全体照明での全体観察(形態観察)と、光路Bでの赤外励起光ライン照明による赤外蛍光観察(測定位置の検出と測定位置における分光スペクトル検出)との切替え)、用途に応じて複数種類の観察を行うことができる。 According to the spectral image input apparatus of the eighth embodiment, for example, comprises two illuminating means for illuminating the two light beams having different wavelength characteristics in each of the optical paths, by switching the illuminating means for illuminating, for each optical path visible light observation and switching and the infrared light observation, switching of the spectral detection in the entire observation and measurement position detection and measurement position of each optical path (e.g., the entire observation in the visible light entire illumination optical path a (morphological observation) When switching between the infrared fluorescence observation by infrared excitation light line illumination in the light path B (spectral detection in the detection and measurement position of the measurement position)), it is possible to perform a plurality of types of viewing depending on the application.

また、光路Aと光路Bとで、異なるタイプの分光素子を差し替え可能に構成すれば、用途に応じて分光域を変えることができる。 Further, in the optical paths A and B, if configured to replace the spectral elements of different types, it is possible to vary the spectral range depending on the application.
また、第1の光路Aと第2の光路Bとで、フィルタ8A,8Bとして、分光透過率特性の異なる多種類の分光素子を差し替え可能に構成すれば、所望の分光透過率特性に変えることができる。 Further, in the first optical path A and the second optical path B, the filter 8A, as 8B, if configured to be able to replace the different variety of spectroscopic element spectral transmittance characteristics, altering the desired spectral transmittance characteristics can.
そして、これら分光素子、フィルタを組み合わせることにより、用途に応じてさらに多様な観察を行うことができる。 By combining these spectroscopic element, the filter, it is possible to perform more various observation according to the application.

以上、本発明の分光画像入力装置の実施形態について説明したが、結像光学系中のレンズや、分光素子のタイプは、上述の実施形態に限定されるものではなく、多様に組み合わせて構成することができる。 Having described embodiments of the spectral image input apparatus of the present invention, and the lens in the imaging optical system, the type of the spectral element is not limited to the embodiments described above, configured by variously combining be able to.
次に、本発明の分光画像入力装置を備えた内視鏡、顕微鏡、検査装置の実施形態について説明する。 Next, the endoscope provided with the spectroscopic image input apparatus of the present invention, a microscope, an embodiment of the inspection apparatus.

(第9実施形態) (Ninth Embodiment)
図11は本発明の第9実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた蛍光分光内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は(a)の内視鏡での観察に用いる波長を示すグラフである。 Figure 11 is an explanatory view of a fluorescence spectroscopy endoscope having such a spectral image input device to a ninth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, in the endoscope of (b) is (a) is a graph showing the wavelength used for the observation. 図12は図11の内視鏡の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 Figure 12 is a state diagram of displaying the image processing to display the information obtained by the light receiving element of the endoscope of FIG. 11.

第9実施形態の蛍光分光内視鏡は、内視鏡先端部9に観察光学系5と励起光ライン照明手段6と可視光全体照明手段7とを有する分光画像入力装置を備えている。 Fluorescence spectroscopy endoscope of the ninth embodiment includes a spectral image input apparatus having an observation optical system 5 to the endoscope front end portion 9 and the excitation light line illumination device 6 and the visible light across the illumination means 7. また、内視鏡本体部9は、光源・ビデオ画像処理装置10と接続されている。 Further, the endoscope main body portion 9 is connected to the source video image processing apparatus 10. 光源・ビデオ画像処理装置10は、受光素子4で受光された0次光及び1次光で得られた情報に基づき、画像の作成、補正、合成、グラフ化等所定の画像処理を施して表示面10a,10bに表示することができるように構成されている。 Source video image processing apparatus 10, based on information obtained by the zero-order light and first order light received by the light receiving element 4, the creation of the image, correction, synthesis, graphs, etc. is subjected to predetermined image processing and displaying face 10a, and is configured to be able to be displayed in 10b.

観察光学系5は、レンズ2 1 ,2 2と、励起光減衰フィルタ8と、レンズ2 3と分光素子3と、レンズ2 4と、受光素子4を有して構成されている。 The observation optical system 5 includes a lens 2 1, 2 2, the excitation light attenuating filter 8, a lens 2 3 and the spectral element 3, the lens 2 4 is configured to have a light-receiving element 4. 励起光減衰フィルタ8は、可視光照明による観察領域の関心領域全体の像に対する励起光ライン照明位置が認識可能な範囲内で励起光を極力減衰するように構成されている。 Excitation light attenuating filter 8 is configured to minimize the attenuation of the excitation light to the extent possible recognition excitation light line illumination position with respect to the image of the entire region of interest of the observation region by the visible light illumination.
励起光ライン照明手段6は、観察対象の関心領域における所定領域に、図11(b)に示すような波長帯域の励起光を照明するように構成されている。 Excitation light line illumination means 6 in a predetermined region in a region of interest of the observation object, and is configured to illuminate excitation light wavelength band, as shown in FIG. 11 (b). 可視光全体照明手段7は、観察対象の関心領域全体に、図11(b)に示すような波長帯域の可視光を照明するように構成されている。 Visible light entire illumination means 7, the entire region of interest of the observation object, and is configured to illuminate a visible light wavelength band, as shown in FIG. 11 (b).

このように構成された第9実施形態の内視鏡を用いて蛍光観察を行う場合、まず、可視光全体照明手段7をONにして全体照明を行ないながら、観察対象の関心領域を選定する。 When performing in this manner using an endoscope of the ninth embodiment constructed fluorescence observation, first, while performing overall illumination ON the visible light entire lighting unit 7, selects a region of interest of the observation target. このとき、観察対象の関心領域全体に照明された可視光の0次光の像が、観察光学系5を介して受光素子4の0次光の結像領域に結像する。 At this time, the image of the 0 order light of the visible light illuminated the entire region of interest of the observation object is imaged in the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4 via the observation optical system 5. また、−1次光の像が、観察対象の関心領域全体の像が多数重なった像として受光素子4の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Also, the image of the -1 order light is imaged to -1 order light imaging area of ​​the light receiving surface of the light receiving element 4 as an image in which an image of the entire region of interest of the observation object overlaps number. そして、0次光、−1次光を受光素子4が受光する。 The 0-order light and received light receiving element 4 -1 order light. 受光素子4で受光された0次光は、光源・ビデオ画像処理装置10を介して画像処理され、表示面10a,10bのいずれかに関心領域全体の0次光の可視光像が表示される(なお、ここでは図12(a)の像とする。)。 0-order light received by the light receiving element 4 is an image processing via the source video image processing apparatus 10, the display surface 10a, a visible light image or to the entire region of interest of the zeroth order light 10b is displayed (here, the image of FIG. 12 (a).).
なお、第9実施形態では、便宜上、関心領域は図12(b)に示す位置で蛍光が発するものとする。 In the ninth embodiment, for convenience, the region of interest is assumed that the fluorescence emitted at the position shown in Figure 12 (b). また、図11の内視鏡は、励起光全体照明手段を備えていないが、励起光全体照明手段を備えてもよい。 Furthermore, the endoscope of FIG. 11 is not provided with the entire excitation light illumination means may include the entire excitation light illumination means. その場合には、関心領域を選定した後、励起光を関心領域全体に照明することで、光源・ビデオ画像処理装置10を介して、図12(b)に示すような蛍光像が得られる。 In that case, after selecting a region of interest, by illuminating the excitation light to the entire region of interest, through the source video image processing apparatus 10, a fluorescence image as shown in FIG. 12 (b) is obtained.

可視光全体照明により観察対象の関心領域を選定した後、可視光全体照明手段7をOFFにするとともに、励起光ライン照明手段6をONにして、関心領域において測定を所望する領域に励起ライン光を照明する。 After selecting the region of interest of the observation object by the visible light entire lighting, as well as to the OFF visible light entire lighting unit 7, the excitation light line illumination means 6 to ON, the excitation line light in a desired region of the measurement in the region of interest to illuminate the.

励起ライン照明されて反射した領域Lからの光及び、領域L上において蛍光物質が存在する位置で発した蛍光は、観察光学系5を介して、励起ライン照明光の光量が減衰された状態で受光素子4の0次光の結像領域に結像する。 Light from the region L reflected by being excited line illumination and the fluorescent light emitted from the position where the fluorescent substance is present in the region L, via an observation optical system 5, in a state where the light amount of the excitation line illumination light is attenuated to form an image on the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4. この0次光を受光素子4が受光し、光源・ビデオ画像処理装置10を介して、励起ライン照明の反射光の0次光の画像と、励起ライン照明により生じた蛍光の0次光の画像が、表示面10a,10bのいずれかに表示される(図12(c)参照。ここでは、表示面10aに表示されるものとする。)。 The 0th order light receiving receiving element 4 via the light source and video image processing apparatus 10, an image of the 0 order light of the reflected light of the excitation line illumination, fluorescence of the zero-order light of the image generated by the excitation line illumination but the display surface 10a, is displayed in any of 10b (here see FIG 12 (c)., shall be displayed on the display surface 10a.).
この図12(c)で示した励起光及び蛍光の0次光の画像と、図12(a)で示した可視光の0次光の画像とを合成すれば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域における励起ライン照明位置及び蛍光の発光位置を認識することができる。 And FIG. 12 (c) in the excitation light and the fluorescence of the zero-order light shown image, FIG. 12 when combining the 0-order light of the image of the visible light shown in (a), of the observation target region of interest of the whole it can recognize the stimulation line illumination position and light emission position of the fluorescence in the form and the observation target region of interest.
また、0次光の励起ライン光の受光素子4での受光位置は、光源・ビデオ画像処理装置10を介して、座標上の位置に変換して検出する。 Further, the light receiving position on the light receiving element 4 of the stimulation line light of the zero-order light through the light source and video image processing apparatus 10, detected by converting the position on the coordinates.

また、励起ライン照明されて反射した領域Lからの光及び、領域L上において蛍光物質が存在する位置で発した蛍光は、観察光学系5を介して、励起ライン照明光の光量が減衰された状態で受光素子4の−1次光の結像領域に蛍光及び励起光の分光スペクトル像として結像する。 Also, light from the region L reflected by the illuminated excitation line and the fluorescent light emitted from the position where the fluorescent substance is present in the region L, via an observation optical system 5, the light amount of the excitation line illumination light is attenuated imaged as fluorescence and spectroscopic spectral image of the excitation light to the imaging area of ​​the -1 order light of the light receiving element 4 in a state. この−1次光を受光素子4が受光する。 The -1-order light receiving element 4 is received. そして、光源・ビデオ画像処理装置10を介して、この−1次光の励起光と蛍光とが重なった像から蛍光の分光スペクトルを抽出する。 Then, through the source video image processing apparatus 10 extracts a spectrum of the fluorescence from the excitation light and fluorescence and has overlapping images of the -1 order light. なお、受光素子4上における分光スペクトルの波長位置は、光源・ビデオ画像処理装置10を介して、座標上の位置に変換しておいた0次光の位置に基づき、上述した0次光と1次光との位置関係を示す関係式を用いて算出することができる。 The wavelength position of the spectrum on the light receiving element 4 via the light source and video image processing apparatus 10, based on the position of the 0-order light that has been converted into a position on the coordinates, the zero-order light described above 1 it can be calculated using a relational expression indicating a positional relationship to the next light.
また、蛍光の分光スペクトルは、例えば、図12(c)の右側の図に示すように、画像以外に、分光強度特性等を示すグラフとして表示することができる(ここでは、表示面10aに表示されるものとする。)。 Further, spectrum of fluorescence, for example, as shown on the right side of FIG. Of FIG. 12 (c), in addition to the image can be displayed as (where the graph shows the spectral intensity characteristics, displayed on the display surface 10a before the process is started.).

従って、第9実施形態の内視鏡によれば、蛍光観察において、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域における励起ライン照明位置及び蛍光の発光位置と発光位置における蛍光の分光スペクトルとの関連付けをすることができる。 Therefore, according to the endoscope of the ninth embodiment, in the fluorescence observation, fluorescence spectrum of the light-emitting position and the light-emitting position of the excitation line illumination position and fluorescence in the form of a whole region of interest to be observed and the observation target region of interest it can be an association with.

(第10実施形態) (Tenth Embodiment)
図13は本発明の第10実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた分光反射率測定用検査装置の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)はライン照明手段による照明光束の状態をz方向からみた図、(c)はライン照明手段による照明光束の状態をx方向からみた図である。 Figure 13 is an explanatory view of the spectral reflectance measuring test apparatus having a spectral image input apparatus according to a tenth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, (b) the illumination light flux by the line illuminating means Figure a state viewed from the z direction, a view of the state of the illumination light beam as viewed from the x direction by the (c) the line illuminating means. 図14は図13の検査装置の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 Figure 14 is a state diagram of displaying the image processing to display the information obtained by the light receiving element of the inspection apparatus of FIG. 13.

第10実施形態の分光反射率測定用検査装置は、対物レンズ15と、分光素子13と、結像レンズ12と、受光素子14と、白色光ライン照明手段16と、赤外光全体照明手段17と、ハーフミラー18,19を有して構成されている。 Spectral reflectance measurement inspection apparatus of the tenth embodiment includes an objective lens 15, a spectral element 13, an imaging lens 12, and the light receiving element 14, a white light line illumination means 16, the infrared light across the illumination means 17 When is configured to have a half-mirror 18 and 19.
結像光学系は、対物レンズ15と、ハーフミラー18,19と、分光素子13と、結像レンズ12とで構成されている。 The imaging optical system includes an objective lens 15, a half mirror 18 and 19, the spectral element 13, and a focusing lens 12. また、観察光学系は、結像光学系と、受光素子14とで構成されている。 Moreover, the observation optical system, an imaging optical system, and a light receiving element 14.

白色光ライン照明手段16は、白色光源16 1と、コリメートレンズ16 2と、拡散素子16 3を有して構成されている。 White light line illumination means 16 includes a white light source 16 1, a collimator lens 16 2 is configured to have a diffuser element 16 3. 拡散素子16 3は、拡散素子面で入射光束を所定方向(z方向)は平行光束の状態を維持し(図13(a)参照)、所定方向に直交する方向(y方向)では拡散する(図13(b),(c))作用を備えている。 Diffusing element 16 3, a predetermined direction (z-direction) of the incident light beam by diffusing element surface maintains the state of the parallel beam (FIG. 13 (a) see), diffuses in the direction (y direction) perpendicular to the predetermined direction ( FIG. 13 (b), the has a (c)) action.
赤外光全体照明手段17は、赤外光源17 1と、拡散素子17 2と、コリメートレンズ17 3を有して構成されている。 Infrared light across the illumination means 17, the infrared light source 17 1, a diffuser 17 2, and is configured with a collimator lens 17 3. 拡散素子17 2は入射した光をx−y方向に均等に拡げる拡散作用を備えている。 Diffusing element 17 2 has a diffusing action to spread evenly the light incident on the x-y-direction.

その他、第10実施形態の検査装置には、第9実施形態の内視鏡における光源・ビデオ画像処理装置と同様の画像処理装置(図示省略)が備えられている。 Additional, the inspection apparatus of the tenth embodiment, the same image processing apparatus and the light source and video image processing apparatus in the endoscope of the ninth embodiment (not shown) is provided.
また、ステージ20をx方向に移動するステージ駆動手段(図示省略)が備えられている。 The stage driving means for moving the stage 20 in the x-direction (not shown) is provided.

このように構成された第10実施形態の分光反射率測定用検査装置では、まず、赤外光全体照明手段17を介して全体照明を行う。 In the spectral reflectance measurement inspection apparatus of the tenth embodiment thus configured, first, the entire illumination via an infrared global illumination means 17. 具体的には、赤外光源17 1を点灯する。 Specifically, to turn on the infrared light source 17 1. すると、赤外光は、拡散素子17 2 、コリメートレンズ17 3を経て平行光束の状態でハーフミラー19に入射する。 Then, the infrared light enters the half mirror 19 as parallel light beams through the diffusion element 17 2, the collimator lens 17 3. ハーフミラー19で反射し、ハーフミラー18を透過した赤外光は、対物レンズ15を経てステージ20上の観察対象の関心領域全体を照明する。 Reflected by the half mirror 19, the infrared light transmitted through the half mirror 18 illuminates the entire area of ​​interest of the observation target on the stage 20 via the objective lens 15.

観察対象全体で反射した赤外光は、対物レンズ15を経て平行光束の状態でハーフミラー18に入射する。 Infrared light reflected by the whole observation target is incident on the half mirror 18 as parallel light beams through the objective lens 15. ハーフミラー18,19を透過した赤外光は、分光素子13、結像レンズ12を介して、0次光が関心領域の全体像として受光素子14の0次光の結像領域に結像される。 Infrared light transmitted through the half mirror 18 and 19, the spectral element 13, through an imaging lens 12, 0-order light is imaged on the 0-order light imaging area of ​​the light receiving element 14 as a whole image of the region of interest that. 受光素子14は0次光を受光する。 Receiving element 14 receives the zero-order light. これにより、赤外光による観察対象における関心領域の全体像が得られる。 Thus, overall picture of the region of interest in the observation object by infrared light. なお、1次光も受光素子14の1次光の結像領域に結像されるが、多数重なった像であるため、観察には用いない。 Although primary light is also focused on the imaging area of ​​the primary light of the light receiving element 14, it is therefore, not used for observing a multiple overlapping images.

次に、白色ライン照明手段16を介してライン照明を行う。 Next, the line illumination over the white line illumination means 16. 具体的には、白色光源16 1を点灯する。 Specifically, to turn on the white light source 16 1. すると、白色光はコリメートレンズ16 2を経て平行光束の状態で拡散素子16 3に入射する。 Then, white light is incident on the diffusing element 16 3 in the form of parallel light flux via the collimator lens 16 2. 拡散素子16 3に入射した白色光はy方向に拡散される。 White light incident on the diffusing element 16 3 is spread in the y-direction. ハーフミラー18で反射した白色光は、対物レンズ15を経てステージ20上において、y方向にライン状に形成された光となって、観察対象の関心領域において測定を所望する領域を照明する。 White light reflected by the half mirror 18, on the stage 20 via the objective lens 15, it becomes the light that is formed in a line shape in the y-direction, to illuminate the desired area measurement in the region of interest of the observation object.

観察対象の関心領域におけるライン照明された領域で反射した白色ライン光は、対物レンズ15を経て平行光束の状態でハーフミラー18に入射する。 White line light reflected by areas that are line illumination on the observation target region of interest is incident on the half mirror 18 as parallel light beams through the objective lens 15. ハーフミラー18,19を透過した白色ライン光は、分光素子13、結像レンズ12を介して、0次光が観察対象の関心領域における所望の測定位置を示す白色ライン光の像として受光素子14上の0次光の結像領域に結像され、+−いずれかの1次光がライン光の分光スペクトル画像として受光素子14上の1次光の結像領域に結像される。 White line light transmitted through the half mirror 18 and 19, the spectral element 13, through an imaging lens 12, the light receiving element 14 as an image of the white line light 0th order light indicates the desired measurement position in a region of interest of the observation object It is imaged on the imaging area of ​​the 0-order light of the above, + - either of the primary light is imaged on the imaging area of ​​the primary light on the light receiving element 14 as a spectral image of the line light. そして、これらの0次光、1次光を受光素子14が受光する。 Then, these zero-order light, the primary light receiving element 14 for receiving. これにより、観察対象である被検査物における測定を所望するライン状の領域、及びこのライン状の領域にわたる分光反射率特性が得られる。 Thus, a line-shaped region desired to be measured in an inspection object is an object to be observed, and the spectral reflectance characteristics over this line-shaped region is obtained.

図示省略した画像処理装置は、受光素子14で受光した赤外光の0次光による観察対象における関心領域の全体像と、白色ライン光の0次光による観察対象の関心領域における測定を所望するライン状の領域の像とを合成し、表示面にはこの合成像と、観察対象の関心領域における測定を所望するライン状の領域にわたる分光スペクトルを表示する(図14(a))。 The image processing apparatus (not shown) is desired and complete picture of the region of interest in the observation target by the zero-order light of the infrared light received by the light receiving element 14, the measurement in the observation target region of interest by the zero-order light of the white line light synthesizes the image of the line-shaped region, on the display surface for displaying and this composite image, the spectrum over linear region desired to be measured in a region of interest of the observation object (FIG. 14 (a)). これにより、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域における測定を所望するライン照明位置及びライン照明した領域にわたる分光スペクトルとの関連付けをすることができる。 Accordingly, the measurement in the form of whole ROI observation target and the observation target region of interest may be an association with the desired line illumination position and line illumination regions across the spectrum. なお、図14(a)中、P1はライン照明領域内の1スポット、Q1はスポットP1での分光スペクトルを示している。 In FIG. 14 (a), P1 is one spot in line illumination area, Q1 represents the spectrum of a spot P1.

さらに、画像処理装置は、ライン照明した領域のそれぞれのスポットにおける分光スペクトルを波長に対する強度特性を示すようにグラフ化して表示することもできる(図14(b))。 Further, the image processing apparatus can also be a spectrum in each of the spot regions line illumination display as a graph to indicate the strength properties versus wavelength (FIG. 14 (b)).

従って、第10実施形態の検査装置によれば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域における1ラインにわたる分光反射率測定位置及び分光反射率との関連付けをすることができる。 Therefore, according to the inspection apparatus of the tenth embodiment, it is possible to make the association between the spectral reflectance measurement position and spectral reflectance over one line in the form of a whole region of interest to be observed and the observation target region of interest.

また、第10実施形態の検査装置は、x方向に移動するステージ駆動手段(図示省略)を介してステージ20を移動させると、受光素子14で受光されるライン照明の像は位置が変化せず、観察対象がx方向に移動する。 The inspection apparatus of the tenth embodiment, when moving the stage 20 through the stage drive unit that moves in the x direction (not shown), an image of the line illumination received by the light-receiving element 14 does not change the position , the observation target is moved in the x-direction.
このため、例えば、図14(a)に示した赤外光の0次光による観察対象における関心領域の全体像と、白色ライン光の0次光による観察対象の関心領域における測定を所望するライン状の領域の像との合成像と、観察対象の関心領域における測定を所望するライン状の領域にわたる分光スペクトルは、ステージ20を移動させることにより、観察対象が移動して図14(b)に示すように、観察対象の照明位置が変化し、それに伴い分光スペクトル受光範囲も変化する。 Line Thus, for example, be desired and complete picture of the region of interest in the observation target by the zero-order light of the infrared light shown in FIG. 14 (a), measured in the observation target region of interest by the zero-order light of the white line light a synthetic image of the image shaped for regions, the spectrum over linear region desired to be measured in a region of interest of the observation object, by moving the stage 20, in FIG. 14 (b) observation target moves as shown, the illumination position of the observation object is changed, and changes the spectrum receiving range accordingly. なお、図14(b)中、P2はライン照明領域内における1スポット、Q2はスポットP2での分光スペクトルを示している。 In FIG. 14 (b), P2 is 1 spot, Q2 in line illumination area shows the spectrum of a spot P2.
そこで、ステージ20を1ラインの照明幅ごとにx方向に移動させて、1ラインにわたる分光反射率の測定を観察対象の関心領域全体にかけて行えば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域全体にわたり分光反射率測定位置及び分光反射率との関連付けをすることができる。 Therefore, the stage 20 for each illumination width of one line is moved in the x-direction, 1 be conducted throughout the region of interest of the observation object to measure the spectral reflectance over line, the entire region of interest of the observation object form and to be observed it can be an association between the spectral reflectance measurement position and the spectral reflectance throughout the region of interest.

(第11実施形態) (Eleventh Embodiment)
図15は本発明の第11実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた発光体分光測定用検査装置の概略構成図、図16は図15の検査装置の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 Figure 15 is a schematic structural diagram of a light emitter for spectrometry inspection apparatus having such a spectral image input device to an eleventh embodiment of the present invention, FIG. 16 is an image processing information obtained by the light receiving element of the inspection apparatus of FIG. 15 it is a state diagram displayed on the display device Te.

第11実施形態の発光体分光測定用検査装置は、対物レンズ15と、分光素子13と、結像レンズ12と、受光素子14と、可視光全体照明手段17'と、ハーフミラー19を有して構成されている。 Emitters spectrometry inspection apparatus of the eleventh embodiment includes an objective lens 15, a spectral element 13, an imaging lens 12, and the light receiving element 14, the entire visible light illumination means 17 'includes a half mirror 19 It is configured Te.
結像光学系は、対物レンズ15と、ハーフミラー19と、分光素子13と、結像レンズ12とで構成されている。 The imaging optical system includes an objective lens 15, a half mirror 19, a spectroscopic element 13, and a focusing lens 12. また、観察光学系は、結像光学系と、受光素子14とで構成されている。 Moreover, the observation optical system, an imaging optical system, and a light receiving element 14.
可視光全体照明手段17'は、可視光光源17' 1と、拡散素子17 2と、コリメートレンズ17 3を有して構成されている。 Visible light entire illuminating means 17 ', the visible light source 17' and 1, and the diffusion element 17 2 is configured to have a collimator lens 17 3. なお、可視光光源17' 1以外は、第10実施形態の赤外光全体照明手段17と構成はほぼ同じである。 Incidentally, other than the visible light source 17 '1, infrared light across the illumination means 17 and the configuration of the tenth embodiment is substantially the same.
また、その他の各光学部材も、第10実施形態と同じ符号を付したものと構成はほぼ同じである。 Further, each of the other optical members are also configuration as that denoted by the same reference numerals as the tenth embodiment is substantially the same.

その他、第11実施形態の検査装置には、第9実施形態の内視鏡における光源・ビデオ画像処理装置と同様の画像処理装置(図示省略)が備えられている。 Additional, the inspection apparatus of the eleventh embodiment, the same image processing apparatus and the light source and video image processing apparatus in the endoscope of the ninth embodiment (not shown) is provided.
また、ステージ20をy方向に移動するステージ駆動手段(図示省略)が備えられている。 The stage driving means for moving the stage 20 in the y-direction (not shown) is provided.

このように構成された第11実施形態の検査装置を用いて観察対象としてLED等の発光体等の検査を行う場合について説明する。 Thus if using an inspection apparatus of the eleventh embodiment constituted inspect the emitters such an LED or the like as the observation target will be described. なお、ステージ20は、y方向に延び、ステージ20の上には、発光体としてR(赤)G(緑)B(青)の各LEDを搭載した基板がy方向に複数個並べられているものとする。 Incidentally, the stage 20 extends in the y-direction, on the stage 20, R board having each LED (red) G (green) B (blue) are arranged a plurality of the y-direction as emitters and things.
まず、可視光全体照明手段17'を介して全体照明を行う。 First, the entire illumination through the entire visible light illumination means 17 '. 具体的には、可視光光源17' 1を点灯する。 Specifically, to turn on the visible light source 17 '1. すると、可視光は、拡散素子17 2 、コリメートレンズ17 2を経て平行光束の状態でハーフミラー19に入射する。 Then, visible light is incident on the half mirror 19 as parallel light beams through the diffusing element 17 2, the collimator lens 17 2. ハーフミラー19で反射した可視光は、対物レンズ15を経てステージ20上の観察対象の関心領域全体を照明する。 Visible light reflected by the half mirror 19 illuminates the entire area of ​​interest of the observation target on the stage 20 via the objective lens 15.

観察対象全体で反射した可視光は、対物レンズ15を経て平行光束の状態でハーフミラー19に入射する。 Visible light reflected by the whole observation target is incident on the half mirror 19 as parallel light beams through the objective lens 15. ハーフミラー19を透過した可視光は、分光素子13、結像レンズ12を介して、0次光が関心領域の全体像として受光素子14の0次光の結像領域に結像される。 Visible light transmitted through the half mirror 19, the spectroscopic element 13 through the imaging lens 12, 0 order light is imaged on the 0-order light imaging area of ​​the light receiving element 14 as a whole image of the region of interest. 受光素子14は0次光を受光する。 Receiving element 14 receives the zero-order light. これにより、可視光による観察対象における関心領域の全体像(ここでは、LEDを搭載した基板の像)が得られる。 Accordingly, the entire picture (here, image of the substrate mounted with LED) of the region of interest in the observation object with visible light. なお、1次光も受光素子14の1次光の結像領域に結像されるが、多数重なった像であるため、観察には用いない。 Although primary light is also focused on the imaging area of ​​the primary light of the light receiving element 14, it is therefore, not used for observing a multiple overlapping images.

このとき観察対象のRGBの各LEDを搭載した基板からはRGBの光が発光されている。 RGB light is emitted from the substrate mounted with the LED at this time of the observation target RGB. そこで、次に、全体照明を一瞬OFFにする。 So, then, to turn OFF the entire lighting moment.
すると、基板に搭載されたRGBの各LEDから発光されるRGBの光が、対物レンズ15を経て平行光束の状態でハーフミラー19に入射する。 Then, RGB of light emitted from each LED of RGB mounted on the substrate is incident on the half mirror 19 as parallel light beams through the objective lens 15. ハーフミラー19を透過したRGBの光は、分光素子13、結像レンズ12を介して、0次光がRGB光の像として受光素子14の0次光の結像領域に結像される。 RGB of light transmitted through the half mirror 19, the spectroscopic element 13 through the imaging lens 12, 0 order light is imaged on the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 14 as an image of the RGB light. また、−1次光は、RGBそれぞれの光ごとに各スペクトルに分離された分光スペクトルとして受光素子14の受光面における−1次光の結像領域内に結像する。 Further, -1 order light is imaged to -1 order light imaging area of ​​the light receiving surface of the light receiving element 14 as a spectrum that is separated into spectrum for every RGB of each light. そして、これらの0次光、−1次光を受光素子14が受光する。 Then, these zero-order light, -1 order light receiving element 14 for receiving. これにより、LED搭載基板におけるLEDの位置及び各LEDの分光スペクトルが得られる。 Thus, the position and spectrum of each LED of the LED in the LED mounting substrate is obtained.

図示省略した画像処理装置は、受光素子14で受光した可視光の0次光による観察対象における関心領域の全体像(LEDを搭載した基板の像)と、発光した各LEDの0次光による像とを合成し、表示面にはこの合成像と、各LEDの分光スペクトルを表示する(図16)。 The image processing apparatus are not illustrated, the overall picture of the region of interest in the observation target by the zero-order light of the visible light received by the light receiving element 14 (image of the substrate mounted with LED), an image according to zero-order light of each LED emitted synthesizing the door, on the display surface and the synthetic image, and displays the spectrum of the LED (Figure 16). これにより、観察対象の関心領域全体(LEDを搭載した基板)の形態及び観察対象の関心領域における発光体(ここではLED)の位置及び発光体(LED)の分光スペクトルとの関連付けをすることができる。 Thus, to be an association between the spectrum of the entire region of interest of the observation object position and emitters of the light emitter in the form and the observation target region of interest (LED equipped with substrate) (where LED is) (LED) it can.
そして、第11実施形態の検査装置では、全体像を観察しながら、各発光体の分光スペクトルを予め測定しておいた良品の分光スペクトルと比較して製品の良否を判定する。 Then, the inspection apparatus of the eleventh embodiment determines the quality of the product compared while observing the whole picture, the spectrum of the non-defective measured in advance a spectrum of each light emitter. なお、この検査は、図示省略したステージ駆動手段を介してステージ20を順次y方向に移動させることで、ステージ20に載置された全てのLED搭載基板について行うことができる。 In this test, by moving the stage 20 through the stage drive means (not shown) sequentially in the y-direction, it can be carried out for all of the LED mounting substrate placed on the stage 20.

次に、本発明の分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置において、適用可能な関心領域全体の走査手段について説明する。 Then, the spectral image input device and an optical apparatus using the same of the present invention will be described applicable ROI entire scanning means.
(第12実施形態) (Twelfth Embodiment)
図17は本発明の第12実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段の一例を示す説明図、図18(a)〜(c)は図17の走査手段を用いてライン照明で観察対象の関心領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察対象の観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 Figure 17 is an explanatory view showing an example of the twelfth spectral image input apparatus provided with such line illuminating means to the embodiments and the observation target region of interest across the scanning means applicable to an optical device using the same of the present invention, FIG. 18 (a) ~ (c) the entire observation region of the observation target in the case of scanning a region of interest of the observation object in the line illumination, to be imaged in the imaging area of ​​the 0-order light by using a scanning means 17 is an explanatory view showing the positional relationship between the image and the line illumination image.

第12実施形態の走査手段は、本発明のライン照明手段を有する分光画像入力装置を備えた検査装置や顕微鏡に適用可能な手段である。 Scanning means of the twelfth embodiment is a means applicable to the inspection apparatus and a microscope equipped with a spectroscopic image input apparatus having a line illuminating means of the present invention. 基本的には、図13〜図16に示した第10及び第11実施形態の検査装置に用いたステージ20を移動させる駆動手段のように、本発明のライン照明手段を備えた分光画像入力装置の位置を固定させたまま、観察対象を載置したステージ20を所定方向に移動させることができるように構成されている。 Basically, as the drive means for moving the stage 20 used in the inspection apparatus of the tenth and eleventh embodiment shown in FIGS. 13 to 16, the spectroscopic image input apparatus having a line illuminating means of the present invention while keeping the position to fix the, and is configured so that the stage 20 mounted with the observation object can be moved in a predetermined direction.
また、ライン照明手段6は同軸照明となっている。 The line illumination device 6 has a coaxial illumination.

このように構成された第12実施形態の走査手段によれば、全体像及びライン照明光の像が例えば、図18(a)に示すような位置にある場合において、x方向にステージ20を移動させたとき、ライン照明光はステージ20の移動とは無関係に受光素子4の0次光の結像領域において固定された位置に結像する。 According to the scanning means such twelfth embodiment thus constructed, the image of the whole picture and the line illumination light, for example, when in the position as shown in FIG. 18 (a), the stage 20 in the x-direction movement when brought into the line illumination light to the movement of the stage 20 is imaged to the independently fixed in the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4 position. 一方、観察対象はステージの移動に伴い、受光素子4の0次光の結像領域をx方向に移動する。 On the other hand, observation target with the movement of the stage, to move the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4 in the x-direction.

このため、受光素子4の0次光の結像領域において、観察対象の関心領域がライン照明光を通り抜けていくように、ステージ20をx方向に1ラインの照明幅ごとに移動させる。 Therefore, in the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4, as the region of interest of the observation object goes through the line illumination light, it is moved for each illumination width of one line stage 20 in the x-direction. その際、移動ごとに0次光の結像領域に結像した観察像、ライン照明像、及び1次光の結像領域に結像した分光スペクトル像を、図示省略した画像処理装置を介してつなぎあわせる。 At that time, the observation image formed on the imaging area of ​​the 0-order light for each mobile, line illumination image, and a spectrum image formed on the imaging area of ​​the primary light, via an image processing apparatus which is not shown tie together. このようにすれば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域全体にわたり分光反射率測定位置及び分光反射率とを関連付けたデータが得られる。 Thus, data associated with the spectral reflectance measurement position and the spectral reflectance throughout a region of interest in the form of a whole region of interest to be observed and the observation target is obtained.

(第13実施形態) (Thirteenth Embodiment)
図19は本発明の第13実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段の他の例を示す説明図である。 Figure 19 is an explanatory view showing another example of the thirteenth embodiment according line illumination device a spectral image input device and the observation target region of interest across the scanning means applicable to an optical device using the same with the present invention it is. なお、便宜上、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience, it is shown inclined region of interest to be observed obliquely. 図20(a)〜(c)は図19の走査手段を用いてライン照明で観察対象の関心領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 In Figure 20 (a) ~ (c) if scanning the region of interest of the observation object in the line illumination using a scanning means 19, the whole image of the observation area imaged in the imaging area of ​​the 0-order light is an explanatory view showing the positional relationship between the line illumination image.

第13実施形態の走査手段は、図11の第9実施形態で示したような本発明のライン照明手段を有する分光画像入力装置を備えた内視鏡に適用可能な手段である。 Scanning means of the thirteenth embodiment is a means applicable to an endoscope having a spectral image input apparatus having a line illuminating means of the present invention as shown in the ninth embodiment of FIG. 11. 基本的には、内視鏡に一般的に備えられている内視鏡先端部9を駆動させるための駆動手段(図示省略)で構成されている。 Basically, a drive means for driving the endoscope front end portion 9 within which is provided commonly to the endoscope (not shown).
第13実施形態の走査手段が適用される内視鏡には、内視鏡先端部9に観察光学系5とライン照明手段6とが設けられている。 The endoscope scanning unit of the thirteenth embodiment is applied, an observation optical system 5 and the line illumination device 6 is provided at the distal end of the endoscope 9. このため、観察光学系5とライン照明手段6は、内視鏡先端部9と一体となって移動する。 Therefore, the observation optical system 5 and the line illuminating means 6 moves together with the endoscope front end portion 9.
また、ライン照明手段6は観察光学系5とは非同軸となっている。 The line illumination device 6 has a non-coaxial to the observation optical system 5.

このように構成された第13実施形態の走査手段によれば、全体像及びライン照明光の0次光の像が例えば、図20(a)の下側の図に示すような位置にある場合において、図19に示す内視鏡先端部9を矢印A方向に移動させたとき、ライン照明光は観察対象の関心領域に対する入射角度が微妙に変化することにより受光素子4の0次光の結像領域を少しずつy方向に移動して結像する。 According to the scanning means such thirteenth embodiment constructed, the image of the 0 order light of the picture and the line illumination light, for example, when in the position as shown in the lower side shown in FIG. 20 (a) in, when moving the endoscope front end portion 9 inner 19 in the direction of arrow a, the line illumination light forming 0 order light of the light receiving element 4 by the incident angle with respect to the region of interest of the observation target changes subtly y directions imaged image area gradually. 一方、観察対象は内視鏡先端部9の移動に伴い、受光素子4の0次光の結像領域をy方向であって内視鏡先端の移動方向とは反対方向に大きく移動する(図20(a)〜(c)参照)。 On the other hand, observation target with the movement of the endoscope distal end portion 9, largely moves in the opposite direction to the moving direction of the endoscope tip imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4 a y-direction (Fig. 20 (a) ~ (c) reference).

このため、受光素子4の0次光の結像領域において、観察対象の関心領域がライン照明光を通り抜けていくように、内視鏡先端部9をy方向に1ラインの照明幅ごとに移動させる。 Therefore, the movement in the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4, as the region of interest of the observation object goes through the line illumination light for each lighting width of one line endoscope front end portion 9 in the y-direction make. その際、移動ごとに0次光の結像領域に結像した観察像、ライン照明像、及び1次光の結像領域に結像した分光スペクトル像を、図示省略した画像処理装置を介してつなぎあわせる。 At that time, the observation image formed on the imaging area of ​​the 0-order light for each mobile, line illumination image, and a spectrum image formed on the imaging area of ​​the primary light, via an image processing apparatus which is not shown tie together.
このようにすれば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域全体にわたり分光反射率測定位置及び分光反射率とを関連付けたデータが得られる。 Thus, data associated with the spectral reflectance measurement position and the spectral reflectance throughout a region of interest in the form of a whole region of interest to be observed and the observation target is obtained.

なお、第13実施形態では、ライン照明手段6は、観察光学系5と非同軸であるため、内視鏡先端部9の移動ごとに受光素子4の0次光の結像領域に結像されるライン光が変形する。 In the thirteenth embodiment, the line illumination device 6, since the observation optical system 5 is non-coaxial, are focused on the imaging area of ​​the 0 order light of the light receiving element 4 for each movement of the endoscope distal end portion 9 that the line of light is deformed. しかし、図2、図3を用いて説明したように、ライン照明光の0次光の位置が得られれば、1次光のスペクトル位置は計算で求まる。 However, FIG. 2, as described with reference to FIG. 3, as long obtain the position of the 0 order light of the line illumination light, the spectral position of the primary light is determined by calculation. このため、ラインが変形しても、図示省略した画像処理手段を用いてライン照明光の各座標位置に対応した分光スペクトル位置を求めることで分光スペクトルは検出できる。 Therefore, even if the line is deformed, spectrum by obtaining the spectrum position corresponding to each coordinate position of the line illumination light using the image processing means (not shown) can be detected.
また、内視鏡先端部9がz方向に移動して、走査ごとに得られる像の倍率が異なる場合には、画像処理手段を介して得られた像の倍率補正処理を行えば、走査した領域全体で同じ倍率の像に対する形状及び測定位置と分光スペクトルの情報が得られる。 Further, the endoscope front end portion 9 is moved in the z-direction, when the magnification of an image obtained by scanning are different, by performing the magnification correction of the image obtained through the image processing unit, and scanned information of the shape and the measurement position and the spectrum for the image of the same magnification throughout the region can be obtained.

(第14実施形態) (Fourteenth Embodiment)
図21は本発明の第14実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段のさらに他の例を示す説明図であり、(a)はその一例を示す概略構成図、(b)は(a)の光源部を正面からみた図、(c)は(a)変形例を示す概略構成図、(d)は(c)の光源部を正面からみた図である。 Figure 21 shows yet another example of the 14 spectral image input apparatus provided with such line illuminating means to the embodiments and the observation target region of interest across the scanning means applicable to an optical device using the same of the present invention described a drawing, (a) shows the schematic block diagram showing an example thereof, (b) is a diagram of the light source unit as seen from the front of the (a), (c) is a schematic diagram showing the (a) modification, (d) is a view taken from the front of the light source unit of (c). なお、便宜上、図21(a),(c)において、観察対象の関心領域を斜めに傾けて示してある。 For convenience, FIG. 21 (a), the is shown inclined at an angle in the region of interest to be observed (c). 図22(a)〜(c)は図21の走査手段を用いてライン照明で観察対象の観察領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 Figure 22 (a) ~ (c) is in the case of scanning the observation area of ​​the observation target in the line illumination using a scanning means 21, the whole image of the observation area imaged in the imaging area of ​​the 0-order light is an explanatory view showing the positional relationship between the line illumination image.

第14実施形態の走査手段は、本発明のライン照明手段を有する分光画像入力装置を備えた内視鏡、検査装置、顕微鏡のいずれにも適用可能な手段である。 Scanning means of the fourteenth embodiment, the endoscope including a spectral image input apparatus having a line illuminating means of the present invention, the inspection apparatus, it is applicable means in any of the microscope. 基本的には、図7及び図9に示した第3及び第5実施形態の分光画像入力装置、図11に示した第9実施形態の内視鏡装置に用いるライン照明手段6において、複数の光源を設け、各光源の点灯を切り替えることで観察対象への照明位置を変えるように構成されている。 Basically, the spectral image input apparatus of the third and fifth embodiments shown in FIGS. 7 and 9, the line illumination device 6 used in the endoscope apparatus of the ninth embodiment shown in FIG. 11, a plurality of the light source is provided, it is configured to alter the illumination position of the observation target by switching the lighting of each light source.

図21(a)に示すライン照明手段6は、x−y方向に2次元配列された複数のLEDからなるLED群6' 1と、コリメートレンズ6 2と、シリンドリカルレンズ6 4とで構成されている。 Line illumination means 6 shown in FIG. 21 (a), the LED group 6 '1 comprising a plurality of LED arranged two-dimensionally in x-y-direction, a collimator lens 6 2, is composed of a cylindrical lens 6 4 there.
LED群6' 1は、LED6' 1-nm (n:1,2・・・、m:1,2・・・)を、x方向にライン状に配列し、かつ、ライン状の配列を観察対象の関心領域における所望の観察位置に合わせて、y方向に複数段備えて構成されており、各段のライン状に配置されたLED群6' 1-n (n:1,2・・・)ごとに点灯するように制御されている。 LED group 6 '1, LED6' 1-nm (n : 1,2 ···, m: 1,2 ···) and were arranged in a line in the x direction and observe the linear sequence for the desired observation position in the target region of interest, which is configured to include a plurality of stages in the y-direction, a line shape arranged LED group 6 '1-n of each stage (n: 1, 2 · · · are controlled to light for each).
コリメートレンズ6 2は、LED群6' 1の所定の段のライン状に配置されたLED群6' 1-n (n:1,2・・・)より点灯された光を平行光束にする。 The collimating lens 6 2, the LED group 6 '1 LED group 6 are arranged in a line of a given stage' 1-n (n: 1,2 ···) into a parallel light beam lighting light from. シリンドリカルレンズ6 4は、平光光束をライン状の形状を保ちながら拡大して、観察対象の関心領域において測定を所望する領域に照明するように構成されている。 The cylindrical lens 6 4 are enlarged while keeping the linear shape Hiramitsu light beam, and is configured to illuminate the desired area measurement in the region of interest of the observation object.

図21(c)に示すライン照明手段6は、y方向に1次元配列された複数のLEDからなるLED群6 1と、コリメートレンズ6 2と、一次元方向に拡散する作用を備えた拡散素子6 3と、シリンドリカルレンズ6 4とで構成されている。 Line illumination means 6 shown in FIG. 21 (c) and the LED group 6 1 comprising a plurality of LED arranged one-dimensionally in the y-direction, a collimator lens 6 2, diffusion device having a function of diffusing in a one-dimensional direction 6 3, and a cylindrical lens 6 4.
LED群6 1は、LED6 1-n (n:1,2・・・)を、観察対象の関心領域における所望の観察位置に合わせて、y方向に複数段備えて構成されており、各段ごとに点灯するように制御されている。 LED group 6 1, LED 6 1-n: the (n 1, 2 · · ·), in accordance with a desired observation position in the region of interest of the observation object, and is configured to include a plurality of stages in the y-direction, each stage It is controlled so as to light up every.
コリメートレンズ6 2は、LED群6 1の所定の段に配置されたLED6 1-n (n:1,2・・・)より点灯された光束を平行光束にする。 The collimating lens 6 2, LED 6 1-n arranged in a predetermined stage of the LED group 6 1: into a parallel light beam the light beam illuminated from the (n 1,2 ···). 拡散素子6 3は、入射光をx方向に拡散する作用を備えている。 Diffuser 6 3 has a function of diffusing incident light in the x-direction. シリンドリカルレンズ6 4は、拡散素子6 3を介してx方向に拡散されたライン状の光束の形状を保ちながら拡大して、観察対象の関心領域において測定を所望する領域に照明するように構成されている。 The cylindrical lens 6 4 are enlarged while maintaining the shape of the line-shaped light beam diffused in the x direction through the diffuser 6 3, is configured to illuminate the desired area measurement in the region of interest of the observation target ing.

このように構成された第14実施形態の走査手段によれば、所定の段のLEDを点灯させると、その位置に対応した観察対象の関心領域におけるライン状の領域Lが照明される。 According to the scanning means of the fourteenth embodiment thus configured, when the LED light of a given stage, the linear region L in the observation target region of interest corresponding to the position is illuminated. 従って、観察対象の関心領域と分光画像入力装置の観察光学系との位置関係を固定させた状態のまま、照明光学系6において段方向(ここではy方向)に沿って順にLEDを点灯させるだけで、図22(a)〜(c)に示すように、観察対象の関心領域全体をライン照明で走査することができる。 Accordingly, the state where the positional relationship was fixed observation target region of interest and the observation optical system of the spectroscopic image input device (here the y-direction) the column direction in the illumination optical system 6 only to light the LED in order along the in, as shown in FIG. 22 (a) ~ (c), it is possible to scan the entire region of interest of the observation object in the line illumination.

このため、受光素子4の0次光の結像領域において、観察対象の関心領域がライン照明光を通り抜けていくように、ライン照明手段6のLED群6 1のLED6 1-n又はLED群6' 1のLED群6' 1-nを1段ごとに切り替えて点灯する。 Therefore, in the imaging area of the 0 order light of the light receiving element 4, as the region of interest of the observation object goes through the line illumination light, the LED group 6 1 of the line illumination device 6 LED 6 1-n or LED group 6 lights are switched '1 LED group 6' 1-n to each stage. その際、LEDの点灯する段の切り替えごとに0次光の結像領域に結像した観察像、ライン照明像、及び1次光の結像領域に結像した分光スペクトル像を、図示省略した画像処理装置を介してつなぎあわせる。 At that time, the observation image formed on the imaging region of each switching stage 0 order light lighting of LED for line illumination image, and a spectrum image formed on the imaging area of ​​the primary light, it is not shown piece together via the image processing apparatus.
このようにすれば、観察対象の関心領域全体の形態及び観察対象の関心領域全体にわたり分光反射率測定位置及び分光反射率とを関連付けたデータが得られる。 Thus, data associated with the spectral reflectance measurement position and the spectral reflectance throughout a region of interest in the form of a whole region of interest to be observed and the observation target is obtained.
さらに、第14実施形態の走査手段によれば、観察対象の関心領域と分光画像入力装置の観察光学系との位置関係が走査中固定させておくことができるので、走査ごとに得られる像の位置ずれを防ぐことができる。 Furthermore, according to the scanning unit of the fourteenth embodiment, since it is the positional relationship of the observation target region of interest and the observation optical system of the spectral image input device allowed to fixed during the scan, the image obtained in each scan positional deviation can be prevented.

なお、第14実施形態の走査手段を内視鏡に用いる場合は、ライン照明手段6は、観察光学系5と非同軸となるため、上述したように内視鏡先端部の移動ごとに受光素子4の0次光の結像領域に結像されるライン光が変形する。 In the case of using a scanning unit of the fourteenth embodiment to an endoscope, the line illuminating means 6, since the observation optical system 5 and non-coaxial, the light receiving element for each movement of the endoscope front end portion, as described above is the line of light is deformed imaged on the imaging area of ​​4 of the zero-order light. 第15実施形態においても、図2、図3を用いて説明したように、ライン照明光の0次光の位置が得られれば、1次光のスペクトル位置は計算で求まる。 Also in the fifteenth embodiment, FIG. 2, as described with reference to FIG. 3, as long obtain the position of the 0 order light of the line illumination light, the spectral position of the primary light is determined by calculation. このため、ラインが変形しても、図示省略した画像処理手段を用いてライン照明光の各座標位置に対応した分光スペクトル位置を求めることで分光スペクトルは検出できる。 Therefore, even if the line is deformed, spectrum by obtaining the spectrum position corresponding to each coordinate position of the line illumination light using the image processing means (not shown) can be detected.

(第15実施形態) (Fifteenth Embodiment)
図23は本発明の第15実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた赤外分光特性測定用内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は照明光として用いる光の波長帯域を示すグラフである。 Figure 23 is an explanatory view of the infrared spectroscopic characteristics measured endoscope having such a spectral image input device to a fifteenth embodiment of the present invention is used as (a) is a schematic diagram, (b) illumination light is a graph showing the wavelength band of light. なお、図23(a)では便宜上、観察対象は省略してある。 For convenience in FIG. 23 (a), the observation object is omitted.
第15実施形態の内視鏡は、内視鏡先端部9に2つの光路A,Bを有する結像光学系2A、2Bを有する観察光学系5A,5Bと、可視光全体照明手段7と、赤外光全体照明手段7'と、赤外光ライン照明手段6”とを有して構成されている。 The endoscope of the fifteenth embodiment, two optical paths A to the endoscope front end portion 9, the imaging optical system 2A with B, the observation optical system 5A with 2B, and 5B, the visible light entire lighting means 7, the total infrared light illumination means 7 ', and is configured to have infrared light line illumination device 6 ".
第1の結像光学系2Aは、光路A上に配置された赤外光用光学系2' 1 Aと、赤外光用光学系2' 1 A内に配置された赤外光透過フィルタ8'Aと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 2と、分光素子3と、レンズ2 3とで構成されている。 The first imaging optical system 2A, 'and 1 A, infrared light optical system 2' is disposed on the optical path A infrared light optical system 2 1 Red disposed within A infrared light transmission filter 8 'and a, the optical path a, a lens 2 2, which is disposed across the B, the spectral element 3, and a lens 2 3.
第2の結像光学系2Bは、光路B上に配置された可視光用光学系2' 1 Bと、可視光用光学系2' 1 B内に配置された可視光透過フィルタ8'Bと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 2と、分光素子3と、レンズ2 3とで構成されている。 Second imaging optical system 2B is 'and 1 B, visible light optical system 2' to the optical path B for visible light optical system 2 is disposed on the visible light transmission filter 8'B disposed within one B , the optical path a, a lens 2 2, which is disposed across the B, the spectral element 3, and a lens 2 3.

赤外光透過フィルタ8'Aは、およそ波長400nm〜700nmの可視光を遮断し、およそ波長700nm〜1000nmの赤外光を透過させる分光透過率特性を備えている。 Infrared light transmitting filter 8'A blocks the visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm, and a spectral transmittance characteristic of transmitting infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 1000 nm. そして、第1の結像光学系2Aは、全体の分光透過率特性が、赤外光透過フィルタ8'Aの分光透過率特性と同じになっている。 The first imaging optical system 2A includes spectral transmittance characteristics of the whole, has the same spectral transmittance characteristics of the infrared light transmitting filter 8'a.
可視光透過フィルタ8'Bは、およそ波長700nm〜1000nmの赤外光を遮断し、およそ波長400nm〜700nmの可視光を透過させる分光透過率特性を備えている。 Visible light transmission filter 8'B blocks the infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 1000 nm, and a spectral transmittance characteristic of transmitting visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm. そして、第2の結像光学系2Bは、全体の分光透過率特性が、可視光透過フィルタ8'Bの分光透過率特性と同じになっている。 The second imaging optical system 2B is a spectral transmittance characteristic of the whole, has the same spectral transmittance characteristics of a visible light transmission filter 8'b.

可視光全体照明手段7は、およそ波長400nm〜700nmの可視光を観察対象の関心領域全体に照明することができるように構成されている。 Visible light entire lighting unit 7 is configured to be able to illuminate the entire region of interest of the observation object visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm.
赤外光全体照明手段7'は、およそ波長700nm〜1000nmの赤外光を観察対象の関心領域全体に照明することができるように構成されている。 Infrared light overall lighting means 7 'is configured to be able to illuminate the entire region of interest of the observation target infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 1000 nm.
なお、可視光全体照明手段7、赤外光全体照明手段7'の基本的な光学構成は、それぞれ上述した本発明のいずれかの実施形態における全体照明手段と同様である。 The visible light entire lighting unit 7, the basic optical arrangement of the entire infrared light illumination means 7 'is similar to the overall illumination means in any of the embodiments of the present invention, respectively described above.

赤外光ライン照明手段6”は、およそ波長700nm〜1000nmの赤外光を観察対象の関心領域において測定を所望する領域にライン状に照明することができるように構成されている。 Infrared light line illumination means 6 'is configured to be able to illuminate in a line shape in a desired region of the measurement in the region of interest of the observation target infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 1000 nm.
なお、赤外光ライン照明手段6”の基本的な光学構成は、上述した本発明のいずれかの実施形態におけるライン光照明手段と同様である。 The basic optical arrangement of the infrared light line illumination means 6 "are the same as the line light illumination means in any of the embodiments of the present invention described above.
また、内視鏡本体部9は、図11で示した第9実施形態の光源・ビデオ画像処理装置と同様の画像処理装置と接続されている(図示省略)。 Further, the endoscope main body portion 9 is connected to the same image processing device and the light source and video image processing apparatus of the ninth embodiment shown in FIG. 11 (not shown).

このように構成された第15実施形態の内視鏡を用いて赤外光での分光反射率の測定を行う場合、まず、可視光全体照明手段7をONにして観察対象を可視光で照明する。 When performing in this way the measurement of the spectral reflectance in the configured first 15 infrared light using an endoscope embodiment, first, the lighting object of observation with visible light in the ON visible light entire lighting means 7 to. このとき、観察対象で反射した可視光は、第1の光路Aに設けられた赤外光用光学系2' 1 A中の赤外光透過フィルタ8'Aで遮断される。 At this time, visible light reflected from the observation target is blocked by the infrared light transmitting filter 8'A of the infrared light optical system 2 'in 1 A provided in the first optical path A. また、観察対象で反射した可視光は、第2の光路Bに設けられた可視光用光学系2' 1 Bを通過し、レンズ2 2 、分光素子3、レンズ2 3を経て受光素子4の領域Rに0次光の可視光像を結像する。 Further, the visible light reflected by the observation target passes through the second optical path optical system 2 '1 B for visible light provided in B, the lens 2 2, the spectral element 3, the lens 2 3 through by the light receiving element 4 imaging the visible light image of the 0 order light in the region R. そこで、可視光全体照明で得られる0次光の可視光画像を、図示省略した画像処理装置の一方の表示面に表示させて観察しながら、内視鏡先端部9を移動して観察対象の関心領域を選定する。 Therefore, the visible light image of the 0-order light obtained in the visible light entire illumination, while observing by displaying one of the display surface of the image processing apparatus is not shown, of the observation object by moving the distal end of the endoscope 9 to select the region of interest.

観察対象の関心領域を選定後、可視光全体照明手段7をOFFにするとともに赤外光全体照明手段7'をONにして、観察対象の関心領域全体に赤外光を照明する。 After selecting the region of interest of the observation object, in the ON entire infrared light illumination means 7 'as well as to the OFF visible light entire lighting means 7, for illuminating infrared light to the entire region of interest of the observation object. このとき、観察対象の関心領域全体で反射した赤外光は、第2の光路Bに設けられた可視光用光学系2' 1 B中の可視光透過フィルタ8'Bで遮断される。 In this case, infrared light reflected by the entire region of interest of the observation target is blocked by the second visible light transmission filter 8'B of the optical path visible light optical system 2 '1 in B provided in B. また、観察対象の関心領域全体で反射した赤外光は、第1の光路Aに設けられた赤外光用光学系2' 1 Aを通過し、レンズ2 2 、分光素子3、レンズ2 3を経て受光素子4の領域Lに0次光の赤外光像を結像する。 Furthermore, infrared light reflected by the entire region of interest of the observation object passes through the first infrared light optical system 2 '1 A provided on the optical path A, the lens 2 2, the spectral element 3, the lens 2 3 images the infrared light image of the 0 order light in the region L of the light receiving element 4 through. この赤外光全体照明で得られる0次光の赤外光画像を、図示省略した画像処理装置の他方の表示面に表示させる。 The zero-order light of the infrared light image obtained by the infrared light global illumination to be displayed on the other display surface of the image processing apparatus (not shown).

次に、赤外光全体照明手段7'をOFFにするとともに赤外光ライン照明手段6”をONにして、観察対象の関心領域において測定を所望する領域にライン状の赤外光を照明する。このとき、観察対象の関心領域で反射したライン状の赤外光は、赤外全体照明光と同じ経路を辿り、受光素子4の領域Lに0次光の赤外ライン光像を結像する。また、受光素子4の領域Rに1次光の赤外ライン光の分光スペクトル画像を結像する。この赤外光ライン照明で得られる0次光の赤外ライン光画像を、図示省略した画像処理装置を介して、赤外光全体照明で得られた0次光の赤外光画像と合成し、観察対象の関心領域における測定位置が認識できる画像に画像処理して他方の表示面に表示させる。また、赤外光ライン照明で得られる1次光の分光スペク Next, in the ON infrared light line illumination means 6 "as well as to turn OFF the entire infrared light illumination means 7 ', to illuminate the infrared light of the linear to a desired region of the measurement in the region of interest of the observation target . at this time, linear infrared light reflected by the observation target region of interest follows the same path as the infrared entire illumination light, an imaging infrared line light image of the 0 order light in the region L of the light receiving element 4 to. in addition, images the spectral image of the infrared line light of the primary light in the region R of the light-receiving element 4. the infrared line light image of the infrared light line obtained by illuminating the zero-order light, not shown through the image processing apparatus synthesizes an infrared image of the 0-order light obtained by the infrared light overall illumination, the other of the display surface by image processing to the image to be recognized is measured positions in a region of interest of the observation object is displayed on. also, the primary light obtained by the infrared light line illumination spectral spectrum トル画像を、画像表示装置の一方の画面に表示させる。 The torr image to be displayed on one screen of the image display device.
さらには、画像処理装置を介して赤外光ライン照明で得られる1次光の分光スペクトルの強度をグラフ化して、画像表示装置の一方の画面に表示させてもよい。 Furthermore, it graphs the intensity of the spectrum of the primary light obtained by the infrared light line illumination via an image processing apparatus, may be displayed on one screen of the image display device.

第15実施形態の内視鏡によれば、照明光を切り替えるだけで、可視光画像での観察対象の関心領域の選定と、赤外光による観察対象の関心領域全体の形態の観察と、観察対象の関心領域における測定を所望するライン照明位置、ライン照明した領域にわたる分光スペクトルの観察と、及びこれらの観察で得た情報の関連付けをすることができる。 According to the endoscope of the fifteenth embodiment, by simply switching the illumination light, and selection of the observation target region of interest in the visible image, the observation of the form the entire region of interest of the observation target by infrared light, observation can be desired line illumination position measurement in the region of interest of a subject, the observation of the spectrum across regions line illumination, and the association information obtained in these observations.
なお、第15実施形態の内視鏡において、さらに可視光ライン照明手段を備えれば、可視光による分光測定と、形態及び測定位置の関連付けも行うことができる。 Incidentally, in the endoscope of the fifteenth embodiment, further if Sonaere visible light line illumination means, it is possible to perform a spectroscopic measurement by visible light, also associations of form and measurement positions.

(第16実施形態) (Sixteenth Embodiment)
図24は本発明の第16実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた蛍光分光内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は照明光として用いる光の波長帯域を示すグラフである。 Figure 24 is an explanatory view of a fluorescence spectroscopy endoscope having such a spectral image input device to a sixteenth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, (b) the wavelength band of light used as illumination light it is a graph showing a. なお、図24(a)では便宜上、観察対象は省略してある。 For convenience in FIG. 24 (a), the observation object is omitted.
第16実施形態の内視鏡は、内視鏡先端部9に2つの光路A,Bを有する結像光学系2A,2Bを有する観察光学系5A,5Bと、可視光全体照明手段7と、赤外光全体照明手段7'と、赤外励起光ライン照明手段6”'とを有して構成されている。 The endoscope of the sixteenth embodiment, the two optical paths A to the endoscope front end portion 9, the imaging optical system 2A with B, the observation optical system 5A with 2B, and 5B, the visible light entire lighting means 7, 'and, infrared excitation light line illumination means 6' 'total infrared light illumination means 7 is configured to have a.
第1の結像光学系2Aは、光路A上に配置された可視光用光学系2” 1 Aと、可視光用光学系2” 1 A内に配置された可視光透過フィルタ8”Aと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 2 ,レンズ2 3とで構成されている。 The first imaging optical system 2A includes, "and 1 A, the visible light optical system 2" visible light optical system 2 disposed on the optical path A visible light transmission filter 8 is disposed in the 1 A "A and , the optical path a, the lens 2 2, which is disposed across the B, and is composed of a lens 2 3.
第2の結像光学系2Bは、光路B上に配置された赤外光用光学系2” 1 Bと、赤外光用光学系2” 1 B内に配置された赤外光透過フィルタ8”Bと、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 2と、光路B上に配置された分光素子3と、光路A,Bに跨って配置されたレンズ2 3とで構成されている。 Second imaging optical system 2B, the optical path B arranged infrared light optical system onto 2 "1 B and, infrared light optical system 2" 1 IR transmission filter 8 disposed in the B "and B, the optical path a, a lens 2 2, which is disposed across the B, the spectral element 3 disposed on the optical path B, and is constituted by the optical path a, the lens 2 3 disposed across the B .

可視光透過フィルタ8”Aは、およそ波長700nm〜900nmの赤外光を遮断し、およそ波長400nm〜700nmの可視光を透過させる分光透過率特性を備えている。そして、第1の結像光学系2Aは、全体の分光透過率特性が、可視光透過フィルタ8”Aの分光透過率特性と同じになっている。 Visible light transmission filter 8 "A blocks the infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 900 nm, and a spectral transmittance characteristic of transmitting visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm. Then, the first imaging optical system 2A is the spectral transmittance characteristics of the whole, has the same spectral transmittance characteristics of a visible light transmission filter 8 "a.
赤外光透過フィルタ8”Bは、およそ波長400nm〜700nmの可視光を遮断し、およそ波長700nm〜900nmの赤外光を透過させる分光透過率特性を備えている。そして、第2の結像光学系2Bは、全体の分光透過率特性が、赤外光透過フィルタ8”Bの分光透過率特性と同じになっている。 IR transmission filter 8 "B blocks the visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm, and a spectral transmittance characteristic of transmitting infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 900 nm. Then, the second imaging optics 2B are spectral transmittance characteristics of the whole, it has the same spectral transmittance characteristics of the infrared light transmitting filter 8 "B.

可視光全体照明手段7は、およそ波長400nm〜700nmの可視光を観察対象の関心領域全体に照明することができるように構成されている。 Visible light entire lighting unit 7 is configured to be able to illuminate the entire region of interest of the observation object visible light of approximately a wavelength 400 nm to 700 nm.
赤外光全体照明手段7'は、およそ波長700nm〜900nmの赤外光を観察対象の関心領域全体に照明することができるように構成されている。 Infrared light overall lighting means 7 'is configured to be able to illuminate the entire region of interest of the observation target infrared light of approximately a wavelength 700 nm to 900 nm.
なお、可視光全体照明手段7、赤外光全体照明手段7'の基本的な光学構成は、それぞれ上述した本発明のいずれかの実施形態における全体照明手段と同様である。 The visible light entire lighting unit 7, the basic optical arrangement of the entire infrared light illumination means 7 'is similar to the overall illumination means in any of the embodiments of the present invention, respectively described above.

赤外励起光ライン照明手段6”'は、およそ波長700nm〜800nmの赤外励起光を観察対象の関心領域において測定を所望する領域にライン状に照明することができるように構成されている。 Infrared excitation light line illumination device 6 '' is configured to be able to illuminate in a line shape in a desired region of the measurement in the region of interest of the observation target infrared excitation light of approximately a wavelength 700 nm to 800 nm.
なお、赤外励起光ライン照明手段6”'の基本的な光学構成は、上述した本発明のいずれかの実施形態におけるライン光照明手段と同様である。 The basic optical arrangement of the infrared excitation light line illumination device 6 '' is the same as the line light illumination means in any of the embodiments of the present invention described above.
また、内視鏡本体部9は、図11で示した第9実施形態の光源・ビデオ画像処理装置と同様の画像処理装置と接続されている(図示省略)。 Further, the endoscope main body portion 9 is connected to the same image processing device and the light source and video image processing apparatus of the ninth embodiment shown in FIG. 11 (not shown).

このように構成された第16実施形態の内視鏡を用いて赤外光励起による赤外蛍光観察を行う場合、まず、可視光全体照明手段7をONにして観察対象を可視光で照明する。 When performing thus configured endoscope of the sixteenth embodiment with infrared fluorescence observation by infrared light excitation, firstly, to illuminate the observation target with visible light in the ON visible light entire lighting means 7. このとき、観察対象で反射した可視光は、第2の光路Bに設けられた赤外光用光学系2” 1 B中の赤外光透過フィルタ8”Bで遮断される。 At this time, visible light reflected from the observation target is blocked by the second "infrared transmission filter 8 of 1 in B" infrared light optical system 2 provided in the optical path B B. また、観察対象で反射した可視光は、第1の光路Aに設けられた可視光用光学系2” 1 Aを通過し、レンズ2 2 、レンズ2 3を経て受光素子4の領域Lに0次光の可視光像を結像する。そこで、可視光全体照明で得られる0次光の可視光画像を、図示省略した画像処理装置の一方の表示面に表示させて観察しながら、内視鏡先端部9を移動して観察対象の関心領域を選定する。 Further, the visible light reflected by the observation target passes through the first optical path A visible light optical system 2 "1 A provided in the lens 2 2, the lens 2 3 via the region L of the light receiving element 4 0 imaging the visible light image of the next light. Therefore, the visible light image of the 0-order light obtained in the visible light entire illumination, while observing by displaying one of the display surface of the image processing apparatus is not shown, endoscope move the mirror tip 9 to select a region of interest of the observation target.

観察対象の関心領域を選定後、可視光全体照明手段7をOFFにするとともに赤外光全体照明手段7'をONにして、観察対象の関心領域全体に赤外光を照明する。 After selecting the region of interest of the observation object, in the ON entire infrared light illumination means 7 'as well as to the OFF visible light entire lighting means 7, for illuminating infrared light to the entire region of interest of the observation object. このとき、観察対象の関心領域全体で反射した赤外照明及び赤外照明光の一部の励起波長を照明されることにより関心領域内の所定箇所で発した微量の赤外蛍光は、第1の光路Aに設けられた可視光用光学系2” 1 A中の可視光透過フィルタ8”Aで遮断されるとともに、第2の光路Bに設けられた赤外光用光学系2” 1 Bを通過し、レンズ2 2 、分光素子3、レンズ2 3を経て受光素子4の領域Rに0次光の赤外光の像を結像する。この赤外光全体照明で得られる0次光の赤外光の画像を、図示省略した画像処理装置の他方の表示面に表示させる。これにより、赤外光全体照明による観察対象の関心領域全体が観察できる。 In this case, infrared fluorescence traces emitted at a predetermined location within the region of interest by being illuminated part of the excitation wavelength of the infrared illumination and infrared illumination light reflected by the entire region of interest of the observation object, first together with the cut off at a "visible light transmission filter 8 in 1 a" visible light optical system 2 provided in the optical path a, the second infrared light optical system 2 provided in the optical path B "1 B passes through the lens 2 2, forms an image of the infrared light of the spectral element 3, the lens 2 3 via the region R of the light-receiving element 4 0 order light. obtained by this infrared light overall illumination 0 order light the image of the infrared light to be displayed on the other display surface of the image processing apparatus (not shown). Thus, the entire region of interest of the observation target by infrared light global illumination can be observed.

次に、赤外光全体照明手段7'をOFFにするとともに赤外光励起ライン照明手段6”'をONにして、観察対象の関心領域において蛍光観察を所望する領域にライン状の赤外光を照明する。このとき、観察対象の関心領域で反射したライン状の赤外励起光及び赤外ライン照明光により励起されて関心領域内の所定箇所で発した赤外蛍光は、赤外全体照明光を照明した場合と同じ経路を辿り、第1の光路Aに設けられた可視光用光学系2” 1 A中の可視光透過フィルタ8”Aで遮断されるとともに、第2の光路Bに設けられた赤外光用光学系2” 1 Bを通過し、レンズ2 2 、分光素子3、レンズ2 3を経て受光素子4の領域Rに0次光の赤外励起ライン照明光及び蛍光の像を結像する。 Next, 'as well as to the OFF infrared light excitation line illumination means 6' 'total infrared light illumination means 7 and to ON, in the region of interest of the observation area in a line of the desired fluorescence observation infrared light lighting is. in this case, the infrared fluorescent light emitted from the predetermined portion within is excited region of interest by linear infrared excitation light and infrared line illumination light reflected by the region of interest of the observation object, infrared overall illumination light follow the same path as when illuminating a, while being blocked by a "visible light transmission filter 8 in 1 a" visible light optical system 2 provided in the first optical path a, provided in the second optical path B was infrared passes through the light optical system 2 "1 B, the lens 2 2, the spectral element 3, of the region R of the light receiving element 4 via the lens 2 3 0 order light infrared excitation line illumination light and fluorescence images of the imaged. また、受光素子4の領域Lに1次光の赤外励起ライン照明光及び赤外蛍光の分光スペクトル画像を結像する。 Also, images the spectral image of the infrared excitation line illumination light and infrared fluorescence of the primary light in the region L of the light receiving element 4. このとき、赤外蛍光は赤外励起光とは、波長帯域が異なるため、区別できる。 In this case, infrared fluorescence from the infrared excitation light, the wavelength band is different, can be distinguished.

この赤外光ライン照明で得られる0次光の赤外励起ライン光及び蛍光の画像を、図示省略した画像処理装置を介して、赤外光全体照明で得られた0次光の赤外光画像と合成し、観察対象の関心領域における蛍光観察位置が認識できる画像に画像処理して他方の表示面に表示させる。 The zero-order light of the infrared excitation line light and fluorescence images obtained by the infrared light line illumination, through an image processing apparatus which is not shown, the 0-order light obtained by the infrared light overall illumination infrared light combined with the image, and image processing is displayed on the other display surface image fluorescence observation position in the region of interest of the observation object it can be recognized. また、赤外励起光ライン照明で得られる1次光の蛍光の分光スペクトル画像を、画像表示装置の一方の画面に表示させる。 Further, the spectrum image of the fluorescence of the infrared excitation light line illumination in the resulting primary light to be displayed on one screen of the image display device.
さらには、画像処理装置を介して赤外励起光ライン照明で得られる1次光の蛍光の分光スペクトルの強度をグラフ化して、画像表示装置の一方の画面に表示させてもよい。 Furthermore, graphs the intensity of the spectrum of the fluorescence of the first-order light obtained by the infrared excitation light line illumination via an image processing apparatus, it may be displayed on one screen of the image display device.

第16実施形態の内視鏡によれば、照明光を切り替えるだけで、可視光画像での観察対象の関心領域の選定と、赤外光による観察対象の関心領域全体の形態の観察と、観察対象の関心領域における蛍光観察を所望する赤外励起光ライン照明位置、赤外励起光ライン照明により発した赤外蛍光位置、赤外励起光ライン照明することにより発した赤外蛍光の分光スペクトルの観察と、及びこれらの観察で得た情報の関連付けをすることができる。 According to the endoscope of the sixteenth embodiment, by simply switching the illumination light, and selection of the observation target region of interest in the visible image, the observation of the form the entire region of interest of the observation target by infrared light, observation infrared excitation light line illumination position for the desired fluorescence observation in the target region of interest, infrared fluorescence position emitted by infrared excitation light line illumination, infrared fluorescence emitted by illuminating infrared excitation light line spectrum observation and, and can be the association information obtained in these observations.

このように本発明の分光画像入力装置及びそれを備えた光学装置は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、以下の特徴も備えている。 Thus optical device having spectral image input apparatus and the same of the present invention, in addition to the invention described in the claims, also comprises the following features.

(1)前記分光素子を回折素子で構成し、かつ、該回折素子で回折される、所定観察領域における0次光の結像領域と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方の結像領域とが、重ならないで受光されるようにしたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (1) wherein the spectral element is constituted by a diffraction element, and is diffracted by the diffraction element, an imaging area of ​​the 0 order light in a predetermined observation area, + at least one of the primary light and -1 order light and the one imaging region, a spectral image input apparatus according to claim 1, characterized in that it has to be received without overlapping.

(2)前記分光素子を回折素子で構成し、かつ、該回折素子で回折される、所定観察領域における0次光の結像領域と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、同一受光素子の受光面内に分離されて結像するようにしたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (2) the spectral element is constituted by a diffraction element, and is diffracted by the diffraction element, an imaging area of ​​the 0 order light in a predetermined observation area, + at least one of the primary light and -1 order light Meanwhile DOO is, spectral image input device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is divided into the same light receiving element of the light receiving plane and so that image.

(3)前記受光素子を複数個有するとともに、前記分光素子を回折素子で構成し、かつ、該回折素子で回折される、所定観察領域における0次光の結像領域と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、それぞれ別個の受光素子の受光面内に分離されて結像するようにしたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (3) which has a plurality of the light receiving element, the spectral element is constituted by a diffraction element, and is diffracted by the diffraction element, an imaging area of ​​the 0 order light in a predetermined observation area, + 1-order light and - on the other hand, at least one of the primary light bets are spectral images of each according to any one of claims 1 to 9, characterized in that so as to image is separated into the light receiving plane of the discrete light-receiving elements input device.

(4)前記2つの光路を形成する光学系が、互いに異なる分光透過率特性を有することを特徴とする請求項8に記載の分光画像入力装置。 (4) the two optical system for forming an optical path, the spectral image input device according to claim 8, characterized in that it has a different spectral transmittance characteristics.

(5)前記ライン照明手段と前記全体照明手段の観察対象に照射する光の波長が、互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項6、請求項6に従属する請求項8、請求項6に従属する請求項8に従属する上記(4)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (5) the wavelength of light irradiated on the observation target the line illuminating means and the entire lighting unit, according to claim 6, characterized in that the different from each other, according to claim 8 dependent on claim 6, claim 6 spectroscopic image input device according to any one of the above (4) dependent on claim 8 when dependent on.

(6)前記スポット照明手段と前記全体照明手段の観察対象に照射する光の波長が、互いに異なるようにしたことを特徴とする請求項7、請求項7に従属する請求項8、請求項7に従属する請求項8に従属する上記(4)に記載の分光画像入力装置。 (6) the claims 7 to the wavelength of light to be irradiated with the spot illuminating means to an observation target of the entire illumination device, characterized in that the different from each other, according to claim 8 dependent on claim 7, claim 7 spectroscopic image input device according to (4) dependent on claim 8 when dependent on.

(7)観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段を有し、前記走査手段が、該ライン照明手段によるライン光の照明位置を、該ラインに対して直交する方向に走査することを特徴とする請求項9に記載の分光画像入力装置。 (7) comprises an observation target in a line line illuminating means for illuminating light, the scanning means, the illumination position of the line light by the line illuminating means to scan in a direction orthogonal to the line spectroscopic image input device according to claim 9, characterized.

(8)前記結像光学系が、平行光束光路を有し、前記分光素子が、該平行光束光路内に配置されていることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (8) the imaging optical system has a parallel beam light path, wherein the spectral element according to claim 1 to 9, characterized in that it is arranged on the flat Yukimitsu beam light path, (1) to (7 spectroscopic image input device according to any one of).

(9)前記分光素子が、結像作用を備えていることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (9) the spectral element, the spectral image input apparatus according to claim 1, above, characterized in that it comprises a forming operation (1) to (8).

(10)前記分光素子が、屈折作用を備えていることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (10) the spectral element, the spectral image input apparatus according to claim 1, above, characterized in that it comprises a refraction action (1) to (8).

(11)前記分光素子が、反射作用を備えていることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (11) the spectral element according to claim 1 to 9, characterized in that it comprises a reflex action, the (1) to the spectral image input device according to any one of (8).

(12)前記分光素子が、DOEであることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(11)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (12) the spectral element, the spectral image input apparatus according to claim 1, characterized in that the DOE, the (1) to (11).

(13)前記分光素子が、HOEであることを特徴とする請求項1〜9、上記(1)〜(11)のいずれかに記載の分光画像入力装置。 (13) the spectral element, the spectral image input apparatus according to claim 1, characterized in that the HOE, the (1) to (11).

(14)上記(1)〜(13)のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する内視鏡。 (14) above (1) an endoscope having a spectral image input device according to any one of - (13).

(15)上記(1)〜(13)のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する顕微鏡。 (15) In (1) to a microscope having a spectral image input apparatus according to any one of (13).

(16)上記(1)〜(13)のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する検査装置。 (16) In (1) to the inspection apparatus having the spectral image input apparatus according to any one of (13).

本発明の第1実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 It is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a first embodiment of the invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. 本発明の分光素子に用いられる回折格子の0次光の結像位置と1次光の各スペクトルの位置との関係を説明するための図であり、(a)は波長λの光が回折格子に入射角θIで入射したときの回折角θI'を示す説明図、(b)は回折格子に垂直に入射したときの回折角がθλで、回折格子の後群が焦点距離FのSINθ型ディストーションレンズである場合における像高Hλを示す説明図である。 Is a diagram for explaining the relationship between the 0-order light position of each spectral imaging position and the first-order light of the diffraction grating used in the spectroscopy device of the present invention, (a) is a light diffraction grating having a wavelength λ explanatory view showing a diffraction angle .theta.I 'when entering at an incident angle .theta.I to, (b) is a diffraction angle θλ when the perpendicularly incident on the diffraction grating, SIN-type distortion group is the focal length F of the diffraction grating is an explanatory view showing an image height Hλ when a lens. 本発明の分光素子に用いられる回折格子の0次光の結像位置と1次光の各スペクトルの位置との関係を説明するための図であり、(a)〜(c)は回折素子における入射角の変化に伴う0次光の結像位置と1次光の結像位置が移動する様子を示す説明図である。 Is a diagram for explaining the relationship between the position of each spectral imaging position and the primary light of the zero-order light of the diffraction grating used in the spectroscopy device of the present invention, in (a) ~ (c) is a diffraction element the imaging position of the imaging position of the 0 order light caused by the change of the incident angle and first-order light is an explanatory diagram showing the movement. 本発明の第2実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 It is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a second embodiment of the invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. 本発明の第3実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Is an explanatory view of the third embodiment the spectroscopic image input apparatus of the present invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. 本発明の第4実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4 1 ,4 2における+1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 Is an explanatory view of a fourth embodiment the spectroscopic image input apparatus of the present invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) the light receiving element 4 1, 4 2 (a) imaging area and +1 order light and 0th order light in a view from the front of the light receiving position of the observation target. 本発明の第5実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図である。 It is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a fifth embodiment of the present invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and a view of the light receiving position of the observation object from the front. 本発明の第6実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図であり、そのうちの左側は関心領域全体の−1次光と0次光の結像状態、右側は観察対象の関心領域の点Pで光が発光されている、又は点Pにスポット照明がされている場合における点Pの−1次光と0次光の結像状態を示している。 It is an explanatory view of the sixth embodiment spectroscopic image input apparatus of the present invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and the light receiving position of the observation target is a view as seen from the front, imaging state of -1 order light and 0th order light of the entire region of interest left of them, right of the observation target light point P of the region of interest indicates the imaging state of the -1 order light and 0th order light of the point P in the case that is the spot illuminated, or point P are luminous. 本発明の第7実施形態にかかる分光画像入力装置の説明図であり、(a)は分光画像入力装置の基本構成を示す概念図、(b)は(a)の受光素子4における−1次光と0次光の結像領域及び、観察対象の受光位置を正面からみた図であり、そのうちの左側は関心領域全体の−1次光と0次光の結像状態、右側は観察対象の関心領域において測定を所望する領域Lにライン照明がされている場合における領域Lの−1次光と0次光の結像状態を示している。 It is an explanatory view of a spectroscopic image input device to a seventh embodiment of the present invention, (a) schematic diagram showing the basic configuration of a spectroscopic image input device, (b) -1-order in the light-receiving element 4 (a) light and 0-order light imaging area and the light receiving position of the observation target is a view as seen from the front, imaging state of -1 order light and 0th order light of the entire region of interest left of them, right of the observation target It shows the image formation state of the -1 order light and 0th order light of the region L in the case being the line illumination to a desired region L measured in the region of interest. 本発明の第8実施形態にかかる分光画像入力装置の基本構成を示す概念図である。 The basic configuration of the spectroscopic image input device to the eighth embodiment of the present invention is a conceptual diagram showing. 本発明の第9実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた蛍光分光内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は(a)の内視鏡での観察に用いる波長を示すグラフである。 It is an explanatory view of a fluorescence spectroscopy endoscope having such a spectral image input device to a ninth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, (b) the observation of the endoscope of (a) is a graph showing the wavelength used. 図11の内視鏡の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 The information obtained by the light receiving element of the endoscope of FIG. 11 is a state diagram of displaying the image processing to the display device. 本発明の第10実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた分光反射率測定用検査装置の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)はライン照明手段による照明光束の状態をz方向からみた図、(c)はライン照明手段による照明光束の状態をx方向からみた図である。 Is an illustration of the spectral reflectance measuring test apparatus having such a spectral image input device to a tenth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, the state of the illumination light flux by (b) the line illuminating means Figure viewed from the z direction, a view of the state of the illumination light beam as viewed from the x direction by the (c) the line illuminating means. 図13の検査装置の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 Is a state diagram displayed on the display device the information obtained by the light receiving element image processing to the inspection apparatus of FIG. 13. 本発明の第11実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた発光体分光測定用検査装置の概略構成図である。 It is a schematic configuration diagram of a light emitter for spectrometry inspection apparatus having such a spectral image input device to an eleventh embodiment of the present invention. 図15の検査装置の受光素子で得た情報を画像処理して表示装置に表示した状態説明図である。 Is a state diagram displayed on the display device the information obtained by the light receiving element image processing to the inspection apparatus of FIG. 15. 本発明の第12実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段の一例を示す説明図である。 It is an explanatory diagram showing an example of a 12 spectral image input apparatus provided with such line illuminating means to the embodiments and the observation target region of interest across the scanning means applicable to an optical device using the same of the present invention. (a)〜(c)は図17の走査手段を用いてライン照明で観察対象の関心領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察対象の観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 (A) ~ (c) the overall image of the observation target observation area using a scanning means in the case of scanning a region of interest of the observation object in the line illumination, to be imaged in the imaging area of ​​the 0-order light of 17 is an explanatory view showing the positional relationship between the line illumination image and. 本発明の第13実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段の他の例を示す説明図である。 13 is an explanatory view showing another example of applicable observation target region of interest across the scanning means to an optical apparatus using the spectral image input device and it provided with such line illumination means to an embodiment of the present invention. (a)〜(c)は図19の走査手段を用いてライン照明で観察対象の関心領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 (A) ~ (c) is in the case of scanning a region of interest of the observation object in the line illumination using a scanning means 19, the entire image and line illumination of the observation area imaged in the imaging area of ​​the 0-order light is an explanatory view showing the positional relationship between the image. 本発明の第14実施形態にかかるライン照明手段を備えた分光画像入力装置及びそれを用いた光学装置に適用可能な観察対象の関心領域全体の走査手段のさらに他の例を示す説明図であり、(a)はその一例を示す概略構成図、(b)は(a)の光源部を正面からみた図、(c)は(a)変形例を示す概略構成図、(d)は(c)の光源部を正面からみた図である。 It is a diagram showing still another example of the fourteenth embodiment in accordance line illumination device a spectral image input device and the observation target region of interest across the scanning means applicable to an optical device using the same with the present invention , (a) represents a schematic diagram showing an example of, (b) is viewed from the front of the light source unit of (a) FIG, (c) is a schematic diagram showing the (a) modification, (d) the (c the light source portion of) a view from the front. (a)〜(c)は図21の走査手段を用いてライン照明で観察対象の観察領域を走査した場合における、0次光の結像領域に結像される観察領域の全体像とライン照明像との位置関係を示す説明図である。 (A) ~ (c) is in the case of scanning the observation area of ​​the observation target in the line illumination using a scanning means 21, the entire image and line illumination of the observation area imaged in the imaging area of ​​the 0-order light is an explanatory view showing the positional relationship between the image. 本発明の第15実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた赤外分光特性測定用内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は照明光として用いる光の波長帯域を示すグラフである。 Is an explanatory view of the infrared spectroscopic characteristics measured endoscope having such a spectral image input device to a fifteenth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, (b) the wavelength of light used as illumination light is a graph showing the band. 本発明の第16実施形態にかかる分光画像入力装置を備えた蛍光分光内視鏡の説明図であり、(a)は概略構成図、(b)は照明光として用いる光の波長帯域を示すグラフである。 Is an explanatory view of a fluorescence spectroscopy endoscope having such a spectral image input device to a sixteenth embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram, (b) is a graph showing the wavelength band of light used as illumination light it is.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2、2A、2B 結像光学系 2 1 、2 2 、2 3 、2 4 、2 1 A、2 2 A、2 1 B、2 2 B、 レンズ 2' 1 A、2” 1 B 赤外光用光学系 2” 1 A、2' 1 B 可視光用光学系 3、3A、3B、13 分光素子 4、4 1 、4 2 、14 受光素子 5、5A、5B 観察光学系 6 ライン照明手段 6” 赤外光ライン照明手段 6”' 赤外励起光ライン照明手段 6 1 、6' 1 LED群 6 2 、16 2 、17 3コリメートレンズ 6 3 、16 3 、17 2拡散素子 6 4シリンドリカルレンズ 7 全体照明手段 7' 赤外光全体照明手段 8 励起光減衰フィルタ 8A、8B フィルタ 8'A、8”B 赤外光透過フィルタ 8”A、8'B 可視光透過フィルタ 9 内視鏡先端部 10 光源・ビデオ画像処理装置 10a、10b 表示面 12 結像レンズ 15 対物レンズ 16 白色ラ 2, 2A, 2B imaging optical system 2 1, 2 2, 2 3 , 2 4, 2 1 A, 2 2 A, 2 1 B, 2 2 B, the lens 2 '1 A, 2 "1 B infrared light use optical system 2 "1 A, 2 '1 B visible light optical system 3, 3A, 3B, 13 spectral element 4,4 1, 4 2, 14 light-receiving elements 5, 5A, 5B observation optical system 6 line illumination means 6 "infrared light line illumination means 6 '' infrared excitation light line illumination means 6 1, 6 '1 LED group 6 2, 16 2, 17 3 collimating lens 6 3, 16 3, 17 2 diffuser 6 4 cylindrical lens 7 entire lighting means 7 'infrared light overall illumination means 8 excitation light attenuation filter 8A, 8B filter 8'a, 8 "B IR transmission filter 8" A, 8'b visible light transmission filter 9 endoscope front end portion 10 source video image processing apparatus 10a, 10b display surface 12 forming lens 15 objective lens 16 Hakushokura ン光照明手段 16 1白色光源 17 赤外光全体照明手段 17 1赤外光源 17' 可視光全体照明手段 17' 1可視光光源 18、19 ハーフミラー 20 ステージ Down light illumination means 16 1 white light source 17 infrared light across the illumination means 17 1 infrared light source 17 'visible light entire illuminating means 17' 1 visible light source 18, 19 a half mirror 20 Stage

Claims (12)

  1. 結像光学系と前記結像光学系光路内に配置された分光素子と受光素子とを有する、観察光学系を備えたことを特徴とする分光画像入力装置。 Having an imaging optical system and the imaging optical system arranged in the optical path within the spectral element and a light receiving element, a spectral image input apparatus characterized by comprising an observation optical system.
  2. 前記分光素子を回折素子で構成し、かつ、該回折素子で回折される、所定観察領域における0次光と、+1次光及び−1次光のうちの少なくともいずれか一方とが、同一面内で結像するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の分光画像入力装置。 Constitute the spectral element by the diffraction element, and is diffracted by the diffraction element, a zero-order light in a predetermined observation area, whereas at least either of the +1 order light and -1 order light DOO is, the same plane in spectroscopic image input device according to claim 1, characterized in that so as to imaging.
  3. 前記観察光学系と、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光画像入力装置。 Spectroscopic image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has said observation optical system, the line illuminating means for illuminating light to linearly observation target.
  4. 前記観察光学系と、観察対象にスポット状に光を照明するスポット照明手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光画像入力装置。 Spectroscopic image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has a spot illuminating means for illuminating said observation optical system, a light in a spot shape on the observation target.
  5. 前記観察光学系と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光画像入力装置。 Spectroscopic image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has said observation optical system, the entire illumination means for illuminating the entire observation target.
  6. 前記観察光学系と、観察対象にライン状に光を照明するライン照明手段と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光画像入力装置。 It said observation optical system and a line illuminating means for illuminating a light in a line form on the observation target, spectral image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has an overall illumination means for illuminating the entire observation target.
  7. 前記観察光学系と、観察対象にスポット状に光を照明するスポット照明手段と、観察対象全体を照明する全体照明手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光画像入力装置。 The observation optical system and a spot illuminating means for illuminating light to a spot on the observation target, spectral image input apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has an overall illumination means for illuminating the entire observation target.
  8. 前記観察光学系が、観察対象からの光を結像するための2つの光路を有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の分光画像入力装置。 Spectroscopic image input apparatus according to claim 1, wherein the observation optical system, characterized in that it has two optical path for imaging the light from the observation target.
  9. 観察対象の照明領域を走査する走査手段を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の分光画像入力装置。 Spectroscopic image input apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a scanning means for scanning the illumination area to be observed.
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する内視鏡。 An endoscope having a spectral image input apparatus according to any one of claims 1 to 9.
  11. 請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する顕微鏡。 Microscope with a spectral image input apparatus according to any one of claims 1 to 9.
  12. 請求項1〜9のいずれかに記載の分光画像入力装置を有する検査装置。 Inspection device having a spectral image input apparatus according to any one of claims 1 to 9.
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